Реферат по дисциплине Биология: «Паутина. Возможности ее использования в практической деятельности человека» г. Тверь, 2016 год (стр. 1 )

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 14

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Биология»

Тема:

«Паутина. Возможности ее использования в практической деятельности человека»

Выполнила: ученица 11 «В» класса

Аль-Гальбан Лина

  Руководитель: учитель биологии

г. Тверь, 2016  год

Содержание

Введение…………………………………………………………………….  3 Основное содержание: Паутина,  ее виды………………………………………………………....5 Биологическая роль паутины…………………………………………….6 Химический состав паутины……………………………………………..8 Свойства паутины………………………………………………………..10 Процесс плетения построения…………………………………………...12 Использование в практической деятельности человека……………….13 Создание искусственной паутины………………………………………18
Заключение

Выводы………………………………………………………………………….….22

  Список литературы……………………………………………………………...…23

Введение

Природная паутина - это уникальный материал, в несколько раз превосходящий по прочности и пластичности сталь и самые лучшие на сегодняшний день искусственные волокна. Несмотря на то, что ученым уже давно известен ее химический состав, даже использование тех же самых белковых молекул, из которых пауки плетут свои сети в природных условиях, до сих пор не позволяло добиться аналогичных параметров у искусственных волокон.

«Невольно задумаешься о своей ничтожности, когда множество умнейших людей не в силах повторить то, что пауки в подвалах делают без всяких усилий»,— говорит биолог Черил Хайаши [5,6].

Ученые уже давно думали над тайной плетения паутины. Инженеров интересуют особенности плетения паутины, биохимиков – ее химический состав, биологов – механизмы приспособления, используемые пауками для постройки ловчих сетей. Ученые полагают, что в будущем паутину или ее искусственные аналоги можно будет использовать для создания сверхпрочных материалов и устойчивых инженерных сооружений.

Согласно существовавшим представлениям, секрет необычайной прочности волокон паутины заключается в том, как соединяются концы переплетенных между собой белковых молекул в итоговом волокне между собой, однако установить примерные механизмы этого соединения и выявить влияющие на него химические и физические параметры ученым удалось только теперь.

Ученые надеются, что полученные знания позволят им создавать волокна, область применения которых трудно переоценить: от саморассасывающихся хирургических швов до волокон, применяемых в автомобильной промышленности и строительстве. Понимание вклада концевых белковых групп в прочность волокон паутины позволит ученым разрабатывать новые белки и делать из них новые типы волокон. Например, ученые смогут добавить металл и получить проводящую оболочку вокруг ткани или снабдить ткани ферментами или красителями [4].

Хирурги-трансплантологи давно мечтают о сверхпрочном материале, который не отторгался бы организмом. Российские ученые уверенны, что такой материал был давным-давно создан природой, а потому ведут эксперименты с биоматериалом, идентичным по своему составу с паутиной.

Цель исследования: изучить природные свойства паутины и возможности ее использования в различных сферах жизнедеятельности человека.

Задачи: 1. Изучить состав и свойства паутины.

2. Определить биологическую роль паутины в природе.

3. Исследовать роль паутины в практической деятельности человека.

4.Определить перспективы и пути воссоздания искусственной паутины человеком.

Основное содержание

Паутина, ее виды.

Пауки - одни из древнейших обитателей нашей планеты, заселившие сушу более 200 миллионов лет назад. В природе насчитывается около 35 тысяч видов пауков. Эти существа, обитающие повсеместно, узнаваемы всегда и всюду, несмотря на различия в окраске и размерах. Наиболее богаты пауками области с обильным растительным покровом, но встречаются они во всех ландшафтных и климатических зонах, от полярных областей и высоких гор до сухих степей и раскаленных пустынь. Пауки найдены в Гренландии близ ледников и на антарктических островах, многие виды обычны в горах на высоте 2—3 тыс. м, а один вид скакунов найден на Эвересте на высоте 7 тыс. м.

Но самая главная их отличительная особенность - это способность производить паутинный шелк, непревзойденное по прочности и многим другим свойствам натуральное волокно.

Паутина — секрет паутинных желёз, который вскоре после выхода из паутинного аппарата застывает в форме нитей.

Ученые паутину называют «паучьим шелком». По химической природе представляет собой белковую массу, близкую по составу к шёлку насекомых.

Паутину способны выделять представители ряда групп паукообразных (пауки, ложноскорпионы, некоторые клещи) и губоногие многоножки. Однако подлинного мастерства в плетении паутины достигли именно пауки.

Паутина раньше была другой, да и сами пауки не умели вырабатывать столько её видов. Совершенствуясь в процессе эволюции, они научились создавать паутину, которую мы можем наблюдать сегодня. С ее помощью выработались своеобразные формы спаривания, стали устраиваться логовища, гнезда, а затем и ловчие приспособления.

Различают также следующие виды волокон:

Липкие (предназначены для ловли добычи) Крепкие (поддерживают перекладины, по которым передвигается паук и которые не липнут) Для коконов (предназначены для яиц). Различают как пушистые и мягкие, так и жесткие и твердые

Некоторые пауки прядут до семи типов нитей, каждая из которых имеет собственное назначение.

Биологическая роль паутины в жизни пауков

Всех пауков можно разделить на две группы: тенетные пауки, делающие ловчие сети (тенета), и нетенетные формы, не использующие паутинные приспособления для охоты. Даже представители второй группы пауков используют паутину в такие периоды жизни, когда они наиболее беззащитны.

Паутина — это и место жительства её владельца и строителя, и средство защиты от атак более крупных хищников, и материал для построения яйцевых коконов, сперматофоров, ловчих сетей и укрытий на время линьки или неблагоприятных условий. В зависимости от цели использования паук может выделять липкую или сухую нить определенной толщины.

Пауки используют паутину для самых разных нужд. Наиболее известный вариант использования паутины пауками — построение ловчих приспособлений, которыми они пользуются для добывания пищи, бывают самых разных форм и видов. Некоторые пауки просто протягивают несколько сигнальных нитей рядом со своим убежищем и, как только насекомое задевает за нить, бросаются на него из засады. Другие - выбрасывают нить с клейкой каплей на конце вперед, как своеобразный аркан. Но вершина конструкторской деятельности пауков - это все-таки круглые колесовидные тенета, расположенные горизонтально или вертикально, которые в зависимости от строения способны полностью обездвижить добычу, затруднить её передвижения или только просигнализировать о её появлении. Пойманную добычу пауки также часто заворачивают в сеть.

У аранеоморфных пауков с ловчими сетями связано очень сложное брачное поведение, а некоторые из них (например, из семейства Uloboridae) вплетают в свои ловчие сети хорошо видимые волокна, формирующие рисунок в форме спиралей, зигзагов или крестов. Установлено, что добыча в такие сети попадется чаще. Однако такими узорами на паутине также интересуются и хищники.

Клейкие волокна паутины становятся ловушкой для многих насекомых. Однако сам паук ходит по ней спокойно. Все дело в том, что паутина строится не только из клейких волокон. Многие нити совершенно безопасны. Паук помнит, куда наступать нельзя. Кроме того, он обладает великолепным осязанием, что позволяет ему находить безопасную дорогу.

Дом паука – это кокон, построенный из густо переплетенных волокон. Такая паутина называется листовидной. Собственно кокон состоит обычно из основной и кроющей пластинок, соединенных краями. Такое строение кокона объясняется способом его изготовления. В паутинном убежище паук находит благоприятный микроклимат, там же он укрывается от врагов и непогоды. Некоторые пауки оплетают паутиной стенки норки.

Некоторые  виды пауков используют паутину в период размножения: самка выделяет нить, помеченную феромонами, которую самец использует при поиске партнёрши. Оплодотворенные яйца откладываются в коконе, сделанном самкой из одного или нескольких слоев паутины. В нем развиваются яйца и молодые паучки.

Паутина используется пауками также для путешествий - из нее они плетут страховочные нити, которые защищают от падения при прыжках, и «парашюты» с помощью которых молодь может распространяться с потоками воздуха. Молодые паучки забираются на возвышающиеся предметы и, подняв брюшко, выпускают паутинную нить. При достаточной длине нити, увлекаемой токами воздуха, паучок отцепляется и уносится на ней. Пауки могут подниматься токами воздуха на значительные высоты (до 2-3 км) и переноситься на большие расстояния. Известны случаи массового залета мелких пауков на суда, находящихся в сотнях километров от берега.

Тарантулы используют паутину для противостояния скольжению по поверхности (клейкий материал выделяют прядильные трубки на лапках пауков).

Паутина пауков золотопрядов (род Nephila) способна отпугивать муравьев благодаря веществу, содержащемуся в ней, и принадлежащему к пирролидиновым алколоидам. Его же применяют и сами муравьи (и некоторые другие насекомые) для устрашения своих собственных врагов.

Водяной паук Argyroneta aquatica (известный также как серебрянка) проводит почти всю свою жизнь под водой, что весьма необычно для пауков. Чтобы дышать там, пауки используют куполообразные гнезда из паутины, в которых они хранят запас воздуха. Для пополнения запаса они переносят пузырьки воздуха на специальных волосках на своем брюшке с поверхности. Также кислород может проникать в эти купола из воды, что избавляет паука от необходимости лезть на поверхность.

Давление кислорода вне купола выше, чем внутри него (но снаружи он находится в растворенном состоянии, так что дышать им нельзя), что способствует постепенному переносу молекул кислорода в купол. Когда пауки становятся больше или начинают заниматься какой-либо активной деятельностью (например, есть), они увеличивают свои купола, что также повышает захват кислорода.