Spider Silk Is Nature's Miracle Fibre

Jedwab pająk jest jedną z najbardziej cudownych naturalnych substancji na Ziemi. Większość materiałów budowlanych jest mocnych lub elastycznych, ale jedwab pająk jest jednym i drugim. Został opisany jako mocniejszy niż stal (co nie jest całkiem dokładne, ale blisko), bardziej nieprzenikniony niż Kevlari bardziej elastyczna niż nylon. Jest odporny na duże obciążenia przed zerwaniem, co jest definicją twardego materiału. Jedwab pająk również przewodzi ciepło i wiadomo, że ma właściwości antybiotyczne.

Wszystkie pająki produkują jedwab od najmniejszych skaczący pająk do największego tarantula. Pająk ma specjalne struktury zwane spinneretami na końcu brzucha. Prawdopodobnie widziałeś pająka budującego sieć lub zrywającego się z jedwabnej nici. Pająk używa tylnych nóg, aby stopniowo wyciągać pasmo jedwabiu z przędzarek.

Ale czym właściwie jest jedwab pająk? Jedwab pająk to włókno białka wytwarzane przez gruczoł w brzuchu pająka. Gruczoł przechowuje białko jedwabiu w postaci płynnej, co nie jest szczególnie przydatne do budowania struktur takich jak wstęgi. Kiedy pająk potrzebuje jedwabiu, upłynnione białko przechodzi przez kanał, w którym dostaje kąpiel kwasową. Jak

Strukturalnie jedwab składa się z warstw amorficznych i krystalicznych białek. Twardsze kryształy białka nadają jedwabowi siłę, a bardziej miękkie, bezkształtne białko zapewnia elastyczność. Białko jest naturalnie występujące polimer (w tym przypadku łańcuch aminokwasy). Jedwab pająk, keratyna i kolagen wszystkie są utworzone z białka.

Pająki często przetwarzają cenne białka jedwabiu, jedząc swoje sieci. Naukowcy oznaczyli białka jedwabiu za pomocą markerów radioaktywnych i zbadali nowy jedwab, aby określić, jak skutecznie pająki przetwarzają jedwab. Co ciekawe, odkryli, że pająki mogą konsumować i ponownie wykorzystywać białka jedwabiu w 30 minut. To niesamowity system recyklingu!

Ten wszechstronny materiał może mieć nieograniczone zastosowania, ale zbieranie jedwabiu pająka nie jest zbyt praktyczne na dużą skalę. Wytwarzanie materiału syntetycznego o właściwościach pajęczego jedwabiu od dawna jest Świętym Graalem badań naukowych.

Naukowcy badali jedwab pająk od stuleci i sporo się dowiedzieli o tym, jak wytwarza się i wykorzystuje jedwab pająk. Niektóre pająki mogą produkować 6 lub 7 rodzajów jedwabiu przy użyciu różnych gruczołów jedwabnych. Kiedy pająk tka jedwabną nić, może łączyć te różne rodzaje jedwabi, aby wytwarzać specjalistyczne włókna do różnych celów. Czasami pająk potrzebuje mocniejszego jedwabnego pasma, a innym razem silniejszego.

Jak można sobie wyobrazić, pająki dobrze wykorzystują swoje umiejętności wytwarzania jedwabiu. Kiedy myślimy o pająkach przędzących jedwab, zwykle myślimy o tym, że budują sieci. Ale pająki używają jedwabiu do wielu celów.

1. Pająki używają jedwabiu, aby złapać zdobycz

Najbardziej znanym zastosowaniem jedwabiu przez pająki jest budowanie sieci, których używają do uwięzienia ofiary. Niektóre pająki orb tkaczy, buduj okrągłe wstęgi z lepkimi nitkami, aby zaczepiać latające owady. Pająki portmonetek wykorzystują innowacyjny design. Kręcą pionową jedwabną rurką i chowają się w niej. Gdy owad wyląduje na zewnętrznej stronie rurki, pająk z torebki przecina jedwab i wciąga owada do środka. Większość pająków tkających w sieci ma słaby wzrok, więc wyczuwają zdobycz w sieci, wyczuwając wibracje przemieszczające się po jedwabnych pasmach. Ostatnie badania wykazały, że jedwab pająk może wibrować w szerokim zakresie częstotliwości, pozwalając pająkowi wyczuwać ruchy „tak małe jak sto nanometrów - 1/1000 szerokości ludzkiego włosa”.

Ale to nie jedyny sposób, w jaki pająki używają jedwabi do łapania posiłków. Na przykład pająk bolas spina rodzaj żyłki z jedwabiu - długą nitkę z lepką kulką na końcu. Gdy owad mija, pająk bolas ciska linę w zdobycz i zaciąga się. Pająki rzucające siatką wirują małą sieć w kształcie małej sieci i trzymają ją między stopami. Kiedy zbliża się owad, pająk rzuca jedwabną siatką i usidla ofiarę.

2. Pająki Użytkownik Jedwab ujarzmić zdobycz

Niektóre pająki pająki pajęczyna, użyj jedwabiu, aby całkowicie podbić ofiarę. Czy widziałeś kiedyś pająka chwytającego muchę lub ćmę i szybko owijającego ją jedwabiem jak mumia? Pająki pajęczyny mają na stopach specjalne szczeciny, które umożliwiają ciasne owinięcie lepkiego jedwabiu wokół walczącego owada.

3. Pająki używają jedwabiu do podróży

Każdy, kto czyta Strona Charlotte jako dziecko będzie zaznajomione z tym zachowaniem pająka, znanym jako balon. Młode pająki (zwane pająkami) rozpraszają się wkrótce po wyjściu z worka jajowego. U niektórych gatunków pająk wspina się na odsłoniętą powierzchnię, podnosi brzuch i rzuca jedwabną nić na wiatr. Gdy prąd powietrza ciągnie się za jedwabną nicią, pająk unosi się w powietrzu i może być przenoszony na wiele kilometrów.

4. Pająki używają jedwabiu, aby uchronić się przed upadkiem

Kogo nie zaskoczył nagle pająk zstępujący nagle na jedwabną nić? Pająki zwykle zostawiają za sobą ślad jedwabnej linii, znany jako dragline, podczas eksploracji obszaru. Jedwabna linia bezpieczeństwa pomaga pająkowi uniknąć upadku bez kontroli. Pająki wykorzystują również dragline do kontrolowanego opadania. Jeśli pająk znajdzie problemy poniżej, może szybko wspiąć się na bezpieczną linię.

5. Pająki używają jedwabiu, aby się nie zgubić

Pająki mogą również użyć dragline, aby znaleźć drogę do domu. Jeśli pająk wędruje zbyt daleko od swojego odwrotu lub nory, może podążać jedwabną linią z powrotem do domu.

6. Pająki używają jedwabiu, by schronić się

Wiele pająków używa jedwabiu do budowy lub wzmocnienia schronienia lub schronienia. Obie ptaszniki i pająki wilka kopać nory w ziemi i wyściełać ich domy jedwabiem. Niektóre pająki do budowania sieci tworzą specjalne rekolekcje w obrębie swoich sieci lub w ich sąsiedztwie. Na przykład pająki tkaczy lejkowych wirują w jednej ze swoich sieci rekolekcje w kształcie stożka, gdzie mogą ukrywać się zarówno przed ofiarą, jak i drapieżnikami.

7. Pająki używają jedwabiu do wiązania

Przed kryciem męski pająk musi przygotować i przygotować spermę. Męskie pająki spinają jedwab i konstruują małe sieci nasienia, właśnie w tym celu. Przenosi nasienie z otworu narządów płciowych do specjalnej sieci, a następnie podnosi nasienie za pomocą główek stóp. Dzięki spermie bezpiecznie przechowywanej w nogawkach, może poszukiwać wrażliwej kobiety.

8. Pająki używają jedwabiu, aby chronić swoje potomstwo

Samice pająków wytwarzają szczególnie twardy jedwab do budowy woreczków jajowych. Następnie składa jaja w worku, gdzie będą chronione przed pogodą i potencjalnymi drapieżnikami rozwijają się i wykluwają w małe pająki. Większość pająków matek zabezpiecza worek jajowy na powierzchni, często w pobliżu jej sieci. Wilcze pająki nie ryzykują i nie noszą woreczka z jajkami, dopóki nie pojawi się potomstwo.

_Źródła:

• _{Borror i Delong's Wprowadzenie do badania owadów, 7. edycja, Charles A. Triplehorn i Norman F. Johnson.}
• _{Encyklopedia Entomologii, 2. wydanie, pod redakcją John L. Capinera.}
• _{Naukowcy z ASU odkrywają tajemnice jedwabiu pająka, Arizona State University, 27 stycznia 2013 r.}
• _{Inżynier stanu Iowa odkrywa, że ​​jedwab pająk przewodzi ciepło, a także metale, Iowa State University, 5 marca 2012 r.}
• _{Obniżenie pH reguluje produkcję jedwabiu pająka, Szwedzki Uniwersytet Nauk Rolniczych, 12 maja 2010 r.}
• _{Stanford Researcher rzuca nowe światło na tajemnice Spider Silk, Stanford University, 4 lutego 2013 r.}
• _{Reguła dotycząca błędów! Wprowadzenie do świata owadów, przez Whitney Cranshaw i Richarda Redaka.}
• _{Pająki, Smithsonian National Museum of Natural History.}
• _{Pająki słuchają ich sieci, autor: Carrie Arnold, strona National Geographic, 5 czerwca 2014 r.}
• _{Pająki do rzucania siatki, Strona Muzeum Australijskiego.}
• _{Pająki Purseweb, Strona internetowa University of Kentucky Entomology.}