как пауки ползают по стенам
Зоологи объяснили способность пауков ползать по любой поверхности
Пауки способны бегать почти по любой поверхности — вертикальной, горизонтальной, наклонной, гладкой, шершавой. Учёные долгое время пытались найти однозначное объяснение этому умению, и теперь секрет членистоногих можно считать раскрытым.
Некоторые пауки обладают довольно массивным телом, однако, вопреки гравитации, они спокойно могут взбираться по абсолютно гладким вертикальным поверхностям. Зоологи много лет ломали голову над этим секретом, и теперь обнаружили интересную анатомическую особенность и поведенческую хитрость членистоногих, которые позволяют им ползать по любым поверхностям.
На кончиках лап у пауков имеются тысячи крошечных волосков, которые создают точки соприкосновения. Эти волоски очень маленькие и гибкие, а потому могут зацепиться за любую минимальную неровность. На молекулярном уровне у каждой, даже самой с виду гладкой поверхности, имеются шершавости и выпуклости, за которые можно ухватиться лишь очень тонкими волосками.
«Поскольку волоски на лапах пауков ещё и очень гибкие, они могут зацепиться сразу за несколько частей поверхности. За счёт этого обеспечивается дополнительная липкость», — поясняет ведущий автор исследования Йонас Вольфф (Jonas Wolff), биолог из Университета Киля в Германии.
В отличие от морских животных усоногих, которые прикрепляются к камням или корпусам судов на всю свою жизнь, пауки лишь временно прилепляют свои лапки к поверхности, по которой они взбираются. Биологи называют эту способность динамическим прикреплением («dynamic attachment»). Авторы нового исследования сравнивают процесс с лепкой стикеров на холодильник.
«В отличие от клея, который крепит одну поверхность к другой на длительный срок, паучьи волоски присасываются к неровностям всего на секунду, после чего контакт можно разорвать без особого труда», — рассказывает Вольфф, который много лет занимается этим вопросом.
В рамках своего эксперимента учёные исследовали способности пауков вида Cupiennius salei. Эти членистоногие генерируют достаточную силу липучести, чтобы не упасть, но при этом способны быстро оторвать лапки для мгновенного захвата и поглощения добычи.
Как правило, атака на жертву длится всего четверть секунды, после чего паук убегает со скоростью полметра в секунду. Для таких манипуляций отрывать волоски нужно крайне стремительно, утверждает Вольфф.
Изначально учёные предположили, что секрет кроется только в волосках на лапках, но Вольфф заподозрил, что это не единственная особенность пауков. Он измерил силу, которую тело паука сообщает стеклу, и она равнялась 97 милли-Ньютонам или 10 граммам.
«Звучит не очень впечатляюще, но это три-четыре веса паучьего тела. Таким образом, можно подвесить груз к телу паука, равный ему по массе, и животное не упадёт с гладкой вертикальной стеклянной поверхности. У небольших особей это соотношение ещё выше, поскольку кончики их лап ещё меньше относительно объёма тела», — сообщает биолог.
Чтобы определить, как каждая отдельная лапа генерирует ключевую силу, исследователи наносили тёплый пчелиный воск на лапки пауков, лишая их способности цепляться волосками. Лапы «отключали» сначала по одной, затем попарно, а потом сразу все. Учёные обнаружили, что сила, генерируемая противоположными лапами (например, передняя левая и задняя правая), раскрывала способность членистоногого крепиться к гладкому стеклу.
Когда противоположные лапы разъезжаются, генерируется больше трения между волосками и поверхностью, и за счёт этого паук прикрепляет своё тело более надёжно. Но в тот момент, когда необходимо лапы оторвать и захватить добычу, членистоногие сокращают расстояние между конечностями, и липкость снижается.
В своей статье, опубликованной в издании Journal of Experimental Biology, Вольфф и его коллеги рассказывают о своих наблюдениях и расчётах. Также учёные упомянули, что у людей не получилось бы прибегнуть к такой же хитрости, будь у них даже костюм Спайдермена: человек слишком тяжёлый для таких способностей.
Как пауки держатся на гладких потолках?
Группа учёных из Швейцарии и Германии впервые детально изучила, как пауки бегают по гладкому потолку.
Учёные знали, что пауки используют крошечные коготки, чтобы цепляться за грубые поверхности. Но до сих пор никто не знал точно, как пауки держатся даже на гладких потолках, вися вверх тормашками.
Исследователи рассмотрели при помощи электронного микроскопа ноги паука вида Evarcha arcuata.
Оказалось, что его коготки – это пучки волос. Оказалось, каждый из них при дальнейшем увеличении также состоит из сотен тысяч совсем уж мельчайших волосков.
Они настолько малы, что могут подобраться очень близко к поверхности и взаимодействовать с ней на молекулярном уровне, используя электромагнитные силы Ван-дер-Ваальса.
Эти силы работают независимо от свойств материала поверхности или её влажности.
Используя атомный силовой микроскоп, учёные определили клейкую силу каждого такого волоска-сетулы.
Выяснилось, что паук может в принципе удерживаться на потолке, неся на себе вес в 170 раз больший своего собственного.
При этом, как и в случае с обычной застёжкой-липучкой, пауку трудно отодрать от поверхности сразу всю лапку, так что он отсоединяет волоски последовательно.
Один из исследователей, профессор Антониа Кезель (Antonia Kesel) из бременского университета прикладных наук (University of Applied Sciences), заявила, что данная работа поможет в будущем создавать новые костюмы для верхолазов или скафандры для космонавтов, в которых они бы ползали по поверхности космической станции, не боясь случайно улететь прочь.
Ползающие по стенам роботы также могли бы использовать «паучьи лапки».
Любопытно, что сходный принцип действует и в лапках гекконов, изучая которые учёные уже создали необычайные материалы для хождения по потолку
Китайцы придумали присоску, позволяющую лазать по зданиям
Вакуумные присоски, многим известные с детства, находят широкое применение в промышленности, в том числе при изготовлении всевозможных лазающих роботов. В их основе лежит создание разницы давления между атмосферой и областью, ограниченной присоской и поверхностью.
Первым огромную силу, создаваемую вакуумом, продемонстрировал в 1654 году немецкий физик Отто фон Герике, который при помощи изобретенного им воздушного насоса откачал воздух из двух медных полушарий, тесно прижатых друг к другу.
После выкачивания воздуха разорвать полушария не смогли 16 лошадей, запряженных с двух сторон.
Сегодня работающие по тому же принципу присоски используются во всевозможных манипуляторах для подъема и перемещения предметов, в сельском хозяйстве, в хирургии и других областях. Присоски хорошо работают на гладких поверхностях, однако главной проблемой в их использовании становятся утечки воздуха, которые неизбежно возникают в случае, если поверхность шероховатая. Чтобы минимизировать утечки воздуха, конструкторы стараются прижимать присоски к поверхности с большей силой, а края делают гибкими, чтобы минимизировать перемещение воздуха в область с пониженным давлением. Однако полностью избавиться от вредных утечек все же не удается.
Физики из Чжэцзянского университета (Китай) разработали принципиально новый вид присосок, в которых герметичность откачанной области обеспечивается путем создания кольца быстро вращающейся воды.
Этот метод использует центробежную силу вращающейся жидкости, которая служит своеобразным уплотнителем, закупоривает все имеющиеся неровности и препятствует утечкам воздуха.
«Чтобы устранить разницу давлений в пограничной вакуумной зоне, давление на границе должно быть равно атмосферному, в то время как в самой зоне должен поддерживаться вакуум», — пояснили ученые. В центре новой присоски имеется мотор с лопастями, который призван раскручивать поступающую воду до скорости 90 оборотов в секунду, и насос, откачивающий воздух для создания разрежения. Вода при этом поступает из специального резервуара.
«У нашего метода есть множество применений, однако мы считаем, что ползающий по стене робот будет наиболее полезным, — указывают физики. — По сравнению с другими карабкающимися роботами, робот с нашей присоской достигает удивительно высоких результатов».
Про борьбу с пауками.
неожиданно зашел и в комментариях @ass1stent попросил пост про избавление от пауков.
Перерыла интернет, собрала информацию с разных сайтов и запилила в один ооооочень длиннопост.
Как избавиться от пауков в квартире, частном доме, во дворе, на улице в теплице? Чем обработать дом от пауков?
Древние предания гласят, что пауки в доме – это залог богатства. В этом есть определенный смысл, но не каждому приятно сожительствовать с такими членистоногими в одном помещении. Паук в доме – это крайне неприятное соседство, избавиться от которого не так просто, как может показаться на первый взгляд и многие задаются вопросом, как заставить насекомых покинуть жилье.
Всего популяция пауков насчитывает более тысячи видов, но лишь немногие способны соседствовать с людьми. Таких членистоногих совсем немного, и все они не ядовитые. Это абсолютно безвредные насекомые, которых привлекает тепло и достаточное количество пищи.
В доме могут поселиться два вида пауков: серые и черные. Некоторые из них могут даже укусить. И хотя их укус не считается опасным, все же это вряд ли кому понравится, особенно если в квартире проживают еще и маленькие дети.
Для того чтобы раз и навсегда избавиться от не желаемого соседства в виде пауков, прежде всего нужно определить причину их появления в доме.
Важно! Любое насекомое может появиться в доме только в том случае, если для него созданы все благоприятные условия проживания.
Пауки обожают тараканов, моль и мух. Исходя из этого, избавившись от них, паук не сможет питаться. Следовательно, он покинет помещение самостоятельно. Ошибочно полагать, что систематически убирая паутину из потолков и углов комнат, паук не сможет благополучно оставаться в помещении – он соорудит новую!
От чего заводятся пауки в квартире, доме?
Существует не так много причин, по которым членистоногие забираются в жилье к людям. Часто причиной поселения пауков в квартире является смена погоды на улице и недостаток пищи.
Причины появления членистоногих в доме:
*Осеннее время. В межсезонье температура на улице постепенно снижается, и многие насекомые стремятся перебраться в более теплые помещения.
*Высокая влажность. Много пауков любят влажное жилье. Именно поэтому насекомых можно встретить в ванной или в туалете. Они нередкие гости подвалов и погребов.
*Наличие пищи. Пауки питаются мошками, мухами и тараканами. Поэтому если у вас в доме много паучков, то есть и более мелкие насекомые.
*Антисанитария. Именно в домах, где нечасто убирают, заводятся мухи и тараканы. А это еда для членистоногих.
Как избавиться от пауков в квартире, частном доме, чем обработать дом от пауков?
Существует масса народных рецептов и химикатов для избавления от этих насекомых. Выбор того или иного средства борьбы зависит от условий, в которых вы проживаете. Не стоит использовать химикаты и порошки, если в доме живет ребенок или домашнее животное.
Виды средств для избавления от пауков:
Существует несколько проверенных методов, ориентируясь на которые, можно очистить свой дом от не желаемого соседства с пауками.
Генеральная уборка. Первое что нужно сделать в каждом доме – это генеральную уборку. Помимо обычной генеральной уборки, в этом случае нужно убрать всю паутину не метелкой, а палкой, на которую нужно предварительно намотать влажную тряпку. Затем тряпку с паутиной лучше сжечь. Вместе с паутиной собираются и маленькие паучки, которые остаются на метле и благополучно размножаются. Те места, которые служат местом обитания пауков, обработать лимонной кислотой. При помощи пылесоса тщательно очистить места под плинтусами и в углах комнат. Поддержание чистоты в доме избавит от соседства с любыми насекомыми.
Запечатать дом. Паукам нравится влажная среда. Поэтому, все щели в окнах и дверях необходимо герметически заделать. Для этой цели можно использовать замазку. Также не нужно забывать и о местах прокладки кабелей и проводов, отверстия которых выходят наружу.
Паукам не нравится запах краски. Именно по этой причине после побелки пауки исчезают из квартиры. В составе большинства красок для побелки находится инсектицидное вещество, которое отпугивает насекомых.
Использование специальных химических средств. Если в доме находятся дети, то такие препараты применять не рекомендуется. Также, крайне не рекомендуется обрабатывать такими средствами стены на кухне.
Химические. Это разнообразные отравы и яды. Они могут продаваться в виде порошков или жидкостей. Наносятся в привычные места обитания насекомых.
Борная кислота от пауков
Это доступное вещество можно приобрести в любой аптеке. Стоит оно совсем недорого. Для избавления от насекомых используют раствор.
Всыпьте пакетик борной кислоты в небольшую миску и влейте 1000 мл теплой воды
Погрузите в раствор ткань и протрите все углы и места, где заметили паутину
Еженедельно проводите обработку борной кислотой. Пауки от нее не умирают, но покидают жилье
Дихлофос от пауков помогает ли?
Сейчас мало кто использует Дихлофос. Это связано с тем, что препарат ужасно пахнет и очень ядовитый. При этом высок риск отравления при вдыхании паров.
Инструкция по использованию Дихлофоса:
Закройте в доме все окна, выведите детей и домашних животных
Побрызгайте аэрозолем все углы, плинтуса и темные местечки. Также обработайте участки, где вы заметили паутину
Закройте дверь в помещении на 5 минут. После этого откройте окна и проветрите помещение
Через 3 часа проведите влажную уборку и смойте остатки яда
Аэрозоль от ползающих насекомых.
Обильно обработайте верхние и нижние плинтуса спреем. Если вы обнаружили очень много пауков в доме, сбрызните еще все углы и места их обитания.
Хорошо зарекомендовали себя в борьбе с пауками следующие аэрозоли:
Bros – специализированный спрей польского производства. Если хотя бы капелька аэрозоля попадёт на паука – он моментально погибнет. Пауки не ползают и не снуют паутину на поверхностях, обработанных этим препаратом. Действует в течение 3-х месяцев с момента применения;
Raptor – спрей российского производства, предназначенный для борьбы с ползающими насекомыми и пауками. Препарат имеет мятный запах, действующие вещества – циперметрин и тетраметрин (пиретроид). Спреем опрыскивают самих пауков и пути их передвижения. Аэрозоль очень токсичен, распылять вещество нужно в респираторе, через 15 минут после разбрызгивания средства следует проветрить помещение (в течение минимум 30 минут);
Joker Bun – турецкий спрей против ползающих и летающих насекомых. Средство лишено запаха, можно применять как в помещениях, так и снаружи. Допустимо использование даже на предприятиях общественного питания. При контакте с препаратом пауки сразу гибнут. После высыхания спрей их отпугивает;
Raid – спрей, предназначенный для выведения пауков, тараканов и муравьев. Действующее вещество препарата – циперметрин. Аэрозоль можно применять только в закрытых помещениях. Препарат очень токсичен, сразу же после обработки поверхностей помещение необходимо покинуть. При попадании брызг на кожу или одежду нужно смывать аэрозоль в проточной воде не менее 15 минут.
Пройдитесь по верхним углам и плинтусам специальным инсектицидным мелом (гелем).
Цена мелков и гелей значительно ниже, чем аэрозолей.
Для избавления от пауков часто применяются вещества, которые сильно пахнут. Это уксус, эфирные масла.
Масло перечной мяты
Масло перечной мяты можно сегодня купить в любом аптечном киоске. Паучки не переносят запах этого растения. Именно поэтому растворите несколько капель масла в теплой воде и распылите в местах обитания насекомых.
Измельчите одно или несколько из указанных средств и разложите их в местах обитания членистоногих. Резкий запах заставит пауков переместиться на улицу
Разложите плоды каштана по углам комнат и в местах возможного обитания пауков. Чтобы усилить действие каштана, рекомендуется плод расколоть.
Еще в давние времена наши прабабушки активно использовали уксусную кислоту, с которой активно боролись с проникновением насекомых в помещения. Существует мнение, что именно это средство способно выгнать пауков из укромных мест.
*Чтобы приготовить уксусный раствор, рекомендуется использовать эссенцию, а не уксус 9%. Развести эссенцию с водой в соотношении 1:10, наполнить жидкостью пульверизатор.
*При обработке помещения наденьте на руки резиновые перчатки, а лицо прикройте маской. Также, желательно защитить глаза.
*Закройте окна и двери в помещении. И обработайте уксусным раствором все возможные убежища пауков.
*Спустя 1 час, тщательно проветрите помещение и проведите влажную уборку.
Тонким слоем рассыпьте диатомит вдоль плинтусов и углов. Касаясь этого средства, паук получает травмы и погибает.
В основе действия аппарата лежит звук, который не слышит человек, но прекрасно ощущают насекомые. Они просто покидают жилье.
В крупных гипермаркетах можно встретить специальные устройства — ультразвуковые отпугиватели. Прибор работает от сети и безвреден для людей.
Пауки проникают в помещение извне. Поэтому, прежде всего, нужно правильно защитить свой дом, соблюдая следующие рекомендации:
*Установить противомоскитные сетки на окнах и следить за их целостностью.
*Вблизи дома не высаживать цветы и кустарники.
*Систематически проводить уборку в доме.
*Следить за порядком на чердаке и в погребе.
*Продукты питания хранить в плотно закрытом контейнере.
Пауки весьма живучи и очень быстро размножаются, поэтому для того, чтобы от них избавиться, нужно принять комплексные меры. После полного уничтожения обязательно поддерживайте порядок, не допускайте, чтобы где-то скапливалась пыль, иначе в скором времени пауки снова вернутся.
Чистое помещение – это залог здоровья. Следить нужно не только за порядком, но и за уровнем влажности, регулярно проветривать комнаты и не оставлять крошки на столе, а немытую посуду — в раковине. В этом случае, любым насекомым будет не комфортно пребывать в вашем доме, и они самостоятельно покинут его навсегда.
Человек-паук: Залезть на стенку
Ящерки-гекконы могут ползать по вертикальным стенам и даже потолкам благодаря миллионам крошечных волосков, расположенных на подошвах лапок. На конце каждого волоска имеется тысячи миниатюрных подушечек. Эти подушечки прочно прилипают к любой поверхности, вступая с ней во взаимодействие на уровне молекул и атомов, за счет имеющих электромагнитную природу сил Ван-дер-Ваальса. Подобный механизм позволяет гекконам удерживать на себе вес, в несколько сот раз превосходящий собственную массу, прилипнув лапами к потолку или стене.
Этот же принцип может быть с успехом использован и для создания специально костюма, с помощью которого человек сможет карабкаться по отвесным стенам. С соответствующим заявлением выступила группа итальянских специалистов под руководством Никола Пуно (Nicola Pugno). Идея заключается в том, чтобы покрыть перчатки и ботинки крошеными синтетическими щетинками, обеспечивающими достаточную степень прилипания к поверхности. Подобные материалы уже существуют — напомним, что ранее была продемонстрирована способность робота Stickybot передвигаться по вертикальным поверхностям за счет множества волосков из эластомера, покрывающих его щупальца (мы писали о нем в заметке «Технологии года»). Однако не все так просто, как может показаться на первый взгляд.
Сила, с которой «липучка» держится за стену, находится в прямой зависимости от площади. При увеличении размеров тела геккона площадь поверхности подошв будет расти пропорционально квадрату его длины, а вес — пропорционально кубу. Выходит, если геккона увеличить до размеров человека, ни по каким вертикальным стенам он лазать не сможет. Следовательно, перчатки человека-паука должны обладать гораздо большей адгезией, чем лапки геккона.
К счастью, знаменитые рептилии гекконы используют возможности сил Ван-дер-Ваалься отнюдь не на все сто процентов. «Согласно некоторым расчетам, силу прилипания можно увеличить аж в 200 раз относительно того уровня, который демонстрируют ящерицы. Правда, пока это только теория», — поясняет итальянский ученый. Он рассчитывает достичь приемлемых показателей за счет использования углеродных нанотрубок.
Однако обеспечить должную адгезию — лишь полдела. Необходимо также продумать механизм, который позволил бы носителю костюма отрывать липучки от стены (нужно же как-то переставлять руки и ноги!). И наконец, липучки должны обладать способностью к самоочищению, иначе частички грязи очень скоро выведут их из строя. Этого можно достичь за счет придания прилипающей поверхности очень сильных водоотталкивающих свойств: миниатюрные капельки воды, стекающие с нанотрубок, будут смывать с них инородные вкрапления. Для этого достаточно слегка изменить топологию рабочей поверхности, хотя при ухудшатся ее «прилипчивость». «Заставить все эти элементы работать одновременно очень непросто, поскольку они находятся в известном противоречии. Однако гекконы являются живым доказательством того, что в принципе это вполне достижимо», — подытоживает Никола Пуно.