Индивидуально-исследовательский проект по теме: «Из чего и как паук плетет паутину»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Неплюевская средняя общеобразовательная школа»

Индивидуально-исследовательский проект

по теме:

«Из чего и как паук плетет паутину»

Разработчик: учитель биологии Ворожева Оксана Анатольевна,

МОУ «Неплюевская СОШ»

с. Неплюевка

2019 г.

На тоненькой ветке висят паутинки.

Из них паучата рисуют картинки.

Сегодня по плану урок рисованья.

Им важный паук объясняет заданье:

“Возьмите росинку, добавьте рассвета,

Измерьте на глаз расстоянье до лета,

Поймайте на слух полет стрекозы,

И капельку влейте сосновой слезы,

И лапкой проворной весело, смело-

Вперед, паучата, скорее за дело!”

И замер у ветки шалун-ветерок,

Чтоб вздохом своим не сорвать им урок.

(Г.Бахарева)

IВведение

Не секрет, что пауки для человека являются одним из самых неприятных существ. Взрослые и особенно дети испытывают страх, брезгливость и отвращение к паукам и, зачастую стремятся их убить при встрече. Однако, именно пауки - великолепные ткачи. Даже название классу паукообразных дано благодаря способности пауков плести паутину. Существует миф Древней Греции о молодой девушке по имени Арахна. В нем повествуется о превращении девушки в паука за то, что она осмелилась соперничать с богиней в искусстве ткачества. Так Арахне было суждено всю жизнь плести паутину, а пауков стали называть в ее честь - арахнидами.

Актуальность

Паутина - уникальное явление природы, проявляющее исключительные физические свойства. Эти тончайшие, тянучие ниточки в шесть раз прочнее натурального шелка, нейлона – в четыре. Паутина, или паучий шелк на сегодняшний день находится под пристальным вниманием учёных всего мира. В своем исследовании я опиралась на ряд вопросов: Что такое паутина? Как она образуется? Для чего она нужна пауку? Почему паук не прилипает к паутине? Как удается пауку плести паутину идеальной геометрической формы?

Если внимательно понаблюдать за пауком и его паутиной, то можно узнать много интересного. По ряду причин я выдвинула следующие гипотезы:

Паук-это не насекомое.

Паутина- это уникальный материал. И эта уникальность заключается в свойствах паутины.

Объект исследования: паук

Предмет исследования: паутина паука.

Чтобы подтвердить или опровергнуть выдвинутые мной предположения, я поставила перед собой следующие

 Целиисследования:

Изучить отличие паукообразных от других насекомых.

Узнать роль паутины в жизни пауков: как она образуется и для чего служит.

Для достижения поставленных целей, я выдвинула следующие 

задачи исследования:

Исследовать литературу, статьи в Интернете про пауков и паутину.

Изучить особенности среды обитания и техники плетения пауком своей паутины.

Выяснить значение паутины в жизни пауков; ее физические свойства.

Сделать выводы.

Методы исследования:

Поиск, чтение материалов про пауков и паутину.

Обобщение знаний о пауках, о процессе плетения пауком его паутины.

Наблюдение за пауком и его паутиной в природе. Сбор информации для проведения эксперимента.

Создание условий для проведения эксперимента. Проведение эксперимента с паутиной.

Наблюдение, сравнение и анализ полученных результатов с целью опровержения или доказательства гипотезы.

Представление результатов. Формулирование выводов.

Пауки

Кто такие пауки?

Многие люди неправильно считают пауков насекомыми.

Отличить пауков от насекомых достаточно легко: у паука 4 пары ног, у насекомого – три; у пауков нет усиков, у насекомых – есть. Кроме того, у пауков простые глаза, а у насекомых составные.

Тело паука, состоит из двух частей – головогруди и брюшка, соединённых тонкой трубкой. На переднем конце головогруди, как правило, 4 пары глаз, хотя бывает от 6 до 12. Известны пещерные виды пауков, которые вообще не имеют глаз. Глаза пауков разных семейств могут сильно отличаться. У пауков, которые охотятся без ловчей сети, очень хорошо развитое зрение. Например, пауки-скакуны могут видеть почти так же хорошо, как и люди. Эксперименты показали, что они даже могут различать цвета. Пещерные пауки, которые живут в темноте, не видят совсем или же видят очень плохо. Они полностью зависят от звуков и ощущений. У многих пауков одна передняя пара глаз более крупная и видит лучше всего, а остальные служат, в основном, для различения движения и света.

В настоящее время, пауки – одна из наиболее процветающих групп животных и самый многочисленный отряд паукообразных. Трудно найти место в природе, где не жили бы пауки. Они освоили все природные зоны Земли – от пустынь и тропических лесов до Антарктиды. Покорители Эвереста нашли один из видов пауков на высоте около 7 километров, а некоторые виды пауков были обнаружены в пещерах на глубине 600 метров под землёй. Некоторые виды пауков живут под водой. Пауки выживают там, где другие животные гибнут, благодаря своей удивительной приспособляемости и жизнеспособности. Часто в этом им помогает способность долго, до нескольких недель, обходиться без пищи.

Всего, существует около 35 тысяч известных видов пауков, и постоянно открываются новые.

Все известные виды пауков – хищники. Основная их добыча в основном насекомые. Некоторые виды пауков охотятся на своих сородичей.

Места обитания

Пауки живут всюду: в лесах, полях, степях, пустынях, в горах, низинах, пещерах, в тундрах, тайге, даже в воде.

В лесу в 1 м² живут 300-350 мелких пауков. Пауки известны издревле. Это очень древние существа, появившиеся на земле, по крайней мере, 400 миллионов лет назад. Всего известно около 30 000 видов пауков. Длина их туловища составляет от 1мм до 5см. Некоторые виды живут в воде.

Существуют пауки, роющие нору. Например, «землекоп» целый день прячется в норе, он не выносит солнечного света. А ночью он выходит на охоту.

Паук-крестовик обитает в сырых местах: болотах, впадинах, по берегам рек и речек, там, где много комаров и мошкары.

Многообразие пауков

Размеры пауков бывают разные. Самые мелкие – 0.8 мм, самые крупные тропические птицееды – 11 см. длиной, а длина ног достигает 20 см. Пауки живут по-разному долго. Дольше всех живут птицееды – 7-8 лет. В основном пауки живут в течение 1 года.

Паук «Каракурт» опасен для животных и человека. Тело черное, брюшко самца с красными пятнышками. На животных и человека не нападает, если его не потревожат. Если вовремя не ввести сыворотку, его укус может вызвать судороги и даже смерть. Самка этого паука съедает самца вскоре после свадьбы, из-за чего получила прозвище «Черная вдова». По подсчетам американцев, в течение 200 лет эти пауки укусили 1500 человек, из них 40 погибло.

Тарантул - распространен главным образом на Южной Европе, в Средней Азии. Длина самки до 3,5 см., питается насекомыми. Ядовит, укус болезнен, но для человека не опасен. В Италии есть танец «тарантелла». По другому их называют бродягами.

Крестовик - длина самки 20-25 мм., самца 10-11мм. На верхней стороне брюшка крестообразный рисунок из белых пятен. Широко распространен повсюду. Питается насекомыми, попавшими в его ловчую сеть.

Настоящие птицееды. К этому семейству относятся самые крупные в мире пауки, нападающие в тропиках даже на птенцов. Длина их туловища достигает 5см, а размах ног – 18см. Птицееды – это пауки-долгожители. Они живут до 25 лет!!!

Линька пауков.

Сверху всё тело паука покрыто плотной, достаточно жёсткой оболочкой — экзоскелетом. В природе процесс смены старого экзоскелета на новый называется линькой. Паук линяет 5–7 раз в своей жизни. Пауки, которые могут жить очень долго, линяют каждый год — но не потому, что они продолжают расти, а потому что их кожа изнашивается, подобно одежде. У новорожденных пауков линька происходит приблизительно раз в месяц. Часто у пауков может не быть одной или нескольких ног. После линьки эти потерянные ноги восстанавливаются.

Пауки – предсказатели погоды

Пауки предсказывают погоду. Если намечается дождь, то за 8-10 часов пауки перестают плести паутину, даже разрушают старую. Иногда пауки опускают свою ловчую сеть или изменяют ее расположение. Сами пауки скрываются в щелях. При наступлении ясной погоды, пауки начинают плести новую ловчую сеть.

Малый вред, большая польза.

Чем еще хороши пауки? Человеку от паука вред малый. Ядовиты немногие из пауков; они, конечно, опасны людям, которые живут там, где много ядовитых пауков. Пауки, поселившиеся в домах, засоряют стены наших жилищ паутиной. Другого вреда нет.

А польза? А польза велика. Пауки прожорливы: каждый в день съедает не меньше, чем сам весит. Когда охота особенно удачна, обычный наш крестовик ловят в сети по пятьсот насекомых за сутки. Мухи в этом улове преобладают.

Ведь муха, она только на вид безобидна. Муха является разносчиком болезнетворных бактерий, микробов, На теле одной только мухи можно насчитать около 30 миллионов микробов! И таких страшных, от которых люди могут заболеть туберкулезом, сибирской язвой, холерой, брюшным тифом, дизентерией. Мухи очень быстро размножаются. Только враги мух, главным образом пауки, спасают нас от этих разносчиков болезней.

Вывод может быть только один: паук человеку – друг!

Паутина

Если самих пауков разглядывать неприятно, и многие даже их боятся, то паутина, созданная ими, невольно привлекает внимание и вызывает искреннее восхищение. Она напоминает изящное кружево.

Что такое паутина?

Изучив научную литературу и другие источники информации, я дала такое определение паутине. Паутина- это нити, производимые с помощью прядильного аппарата, который является индивидуальной особенностью пауков. Она представляет собой вязкою жидкость, застывая на воздухе, которая образует длинные тонкие нити, имеющие клейкие пузырьки.

Откуда берется паутина?

И все же, как паук плетет паутину. На брюшке у «ткача» расположены паутинные железы, которые считаются трансформированными рудиментами ног. Внутри тельца вырабатывается особый секрет, который принято называть жидким шелком. На выходе через прядильные трубочки он начинает затвердевать. Одна такая ниточка настолько тонка, что ее трудно разглядеть даже под микроскопом. Лапами, расположенными ближе к «работающим» в текущий момент железам, паук скручивает несколько ниток в одну паутинку. Именно в тот момент, как паук плетет паутину, закладывается основная характеристика будущей паутинки – липкость или повышенная крепость. Когда первая нить создана ее создателем достаточно длинной, он прекращает прядение. И ловит ветерок. Малейшее шевеление ветра (даже от нагретой земли) относит паутинку к соседней «опоре», за которую та и цепляется.

Надо сказать, пауки – весьма экономные создания. Оказавшуюся ненужной поврежденную или старую паутину они съедают, пуская «вторсырье» на второй круг использования. А старой она становится довольно быстро, так как паук плетет паутину зачастую каждый день.

Немаловажно наличие специальных чесальных и прядильных инструментов: гребенчатые коготки и ряды щетинок на ногах для расчесывания паутины.

Роль паутины в жизни пауков.

Из паутины пауки делают ловчие сети для «охоты» на насекомых. Дополнительно она применяется для утепления норок перед зимовкой, защищая их от холода и влаги; для создания коконов, в которых созревает потомство; для защиты от дождя – из нее пауки делают своего рода навесы, предотвращающие попадание воды в «домик»; для путешествий. Некоторые пауки переселяются сами и выпроваживают из лона семьи детей на длинных паутинках, уносимых ветром как на парашюте. Образование строительного материала. Еще одно применение – плетение “ковриков” для линьки.

Почему пауки не прилипают к своей паутине

Как же так получается, что мухи, комары и прочие насекомые, попадая в паутину, безнадежно прилипают к ней и запутываются, в то время как сами пауки легко двигаются по тонким переплетениям нитей? Прочитав научную статью по данному вопросу, я выяснила, чтобы не попасть в собственную ловчую сеть, паук постоянно вырабатывает немного сухой нити. Он хорошо знает, где находятся безопасные участки. А также, лапы пауков перемещаются по паутине совершенно особым способом. При соприкосновении паучьей лапы с паутиной липкая капелька с нити перемещается на волоски лапы паука, а затем, при поднятии лапы она так же легко соскальзывает с волосков обратно на паутину. Выходит, что паук не может прилипнуть к собственной паутине, потому что клейкая жидкость не контактирует непосредственно с ногой, а находится либо на паутинной нити, либо на волосках паучьей лапы .

Процесс плетения паутины.

Плетение паутины дело трудоемкое. Сначала конец нити нужно за что-то зацепить, например, за сучёк, этих концов должно быть 3, соединяясь между собой, они образуют равнобедренный треугольник. Затем противоположный конец нитей крепится к другой поверхности, которая расположена на противоположной стороне помещения, угла и т. д. Затем паук начинает вырабатывать очень много нитей и в центре скрещивать их между собой, тянутся они от одного конца крепления к противоположному. После этого паук делает новый виток в работе, плетутся нити к краям от центра, они соединяют предыдущие все нити между собой. Самый последний этап – создаётся особая сигнальная нить, которая в нужный момент сообщает пауку о пойманной добыче. Сам паук располагается в центре паутины, как будто заполняет собой имеющиеся просветы. Паутина раньше была другой, да и сами пауки не умели вырабатывать столько её видов.

Химический состав паутинного шелка.

Почему паутина такая прочная? Прелесть её в том, что по химическому составу состоит она в основном из двух белков, первый отвечает за эластичность, второй за прочность.  

Уникальные качества паутины.

Несмотря на мелкие размеры создателей, особенности паутины вызывают некоторую зависть со стороны венца природы – человека. Некоторые ее параметры невероятны даже с достижениями современной науки.

Прочность. Паутина может порваться от своего веса, только если паук выплетет ее длиной в 50 метров.

Исключительная тонкость. Самая тонкая измеренная нить была толщиной 0,02мм. Поэтому отдельная паутинка заметна, только когда попадает в луч света.. Но эта тонкая нить способна остановить пчелу, летящую на полной скорости. Не самый яркий пример… А вот если взять эту же паутину толщиной с карандаш? Такая нить способна остановить Боинг-747, летящий на полной скорости!

Эластичность и упругость. Растягивается ниточка без разрыва в 2-4 раза, причем без потери прочности. И все эти качества достигаются без всякого технического оборудования – паук обходится тем, чем снабдила его природа.

Гидрофильная поверхность. Паутина способна притягивать к себе молекулы воды. Ведь многие из вас наблюдали удивительное явление - как утреннюю росу собирает невесомая тончайшая паутина. Нить способна конденсировать воду.

Практическая работа.

Опыт с паутиной.

1.1. Исследование паутины на эластичность и тягучесть.

Я взяла небольшой кусочек паутины. Измерила. Длина 7см. Растянула ее. Длина составила 11см. Паутина удлинилась почти в 2 раза, при этом ее целостность не нарушена. Паутина, действительно, очень эластичная, прочная и тягучая

1.2. Исследование паутины на липкость. Подносим руку к кусочку паутины, паутина прилипает к пальцам и отцепить ее очень трудно, т.к. она прилипает ко всему, чем пытаешься ее отцепить.

1.3. Исследование свойств паутины в воде. Небольшой кусочек паутины я поместила в воду. Паутина не растворилась. Паутина намокла, но не утонула, она как будто сжалась.

1.4. Паутина и огонь. Небольшой кусочек паутины подносим к пламени свечи. Паутина начинает плавиться, образуя на конце шарик. При нажатии шарик крошится, образуя пепел. При горении паутина издает неприятный запах, свойственный натуральным материалам (запах похож на запах горелого хлопка).

1.5. Строение паутины.

Паутина по своему строению напоминает вату. Я думаю, она хорошо сохраняет тепло.

Вывод: опыт подтверждают, что разнообразные свойства паутины придают ей огромное значение в жизни пауков. Обеспечивая пауков необходимым для жизни теплом и пищей.

Заключение

Исследовав особенности жизнедеятельности пауков, узнав много интересного о свойствах паутины, я сделала вывод: паук – замечательный архитектор, а паутина уникальный природный материал. Мои гипотезы нашли своё подтверждение. Искренне надеюсь, что слушатели моей работы изменят своё отношение к паукам, и не будут их убивать, а наоборот, станут бережно относиться к этим маленьким безобидным существам нашей природы.

Список литературы

Детская энциклопедия Махаон. Животные. Семенова Марина и др.- Москва, 2010

Зоология беспозвоночных в двух томах. Том 1: от простейших до моллюсков и артропод. Под ред. В. Вестхайде и Р. Ригера. Пер. с нем. под ред. проф. А. В. Чесунова. М.: Т-во научных изданий КМК, 2008

Отряд пауки. Ланге А.Б.- М.: Просвещение 1984.

Пауки, их строение, образ жизни и значение для человека. Иванов А.В.-Л.: ЛГУ 1965.

Проблема получения паутинного шелка и пути к ее разрешению. Харитонов Д.Е.- П.: Учён. Зап. 1945

Интернет-ресурсы

Интересные факты о пауках//http://www.liveinternet.ru/users/lusiya78/post306307295

Паутина//http://vosemnog.ru/pautina

Паук и паутина//likar.info/setipayka.com/tarantul.su

Паутина//http://www.kakprosto.ru/kak-807863-kak-pauk-pletet-pautinu

Паутина//http://fb.ru/article/188725/kak-pauk-pletet-pautinu-zachem-pauku-pautina

Секреты паутины//http://fb.ru/article/67602/uznat-kak-sdelat-pautinu-znachit-raskryit-chast-sekretov-prirodyi

Уникальные свойства паутины//http://www.drugsbrand.info

Уникальные свойства паутины//https://otvet.mail.ru/question/56377976

Уникальные свойства паутины// http://www.superstyle.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/382057-individualno-issledovatelskij-proekt-po-teme-