Το Spider Silk είναι το Fiber Miracle Fiber

Το μεταξωτό μετάξι είναι μία από τις πιο θαυματουργές φυσικές ουσίες στη Γη. Τα περισσότερα οικοδομικά υλικά είναι είτε ισχυρά είτε ελαστικά, αλλά το μεταξωτό μετάξι είναι και τα δύο. Έχει περιγραφεί ως ισχυρότερη από τον χάλυβα (που δεν είναι αρκετά ακριβής, αλλά κοντά), πιο αδιαπέραστη απ 'ότι Kevlar, και πιο τεντωμένο από το νάιλον. Διαθέτει αρκετή πίεση πριν από το σπάσιμο, που είναι ο ίδιος ο ορισμός ενός σκληρού υλικού. Το μεταξωτό μετάξι παράγει επίσης θερμότητα και είναι γνωστό ότι έχει αντιβιοτικές ιδιότητες.

Όλες οι αράχνες παράγουν μετάξι από το μικρότερο άλματα αράχνη στο μεγαλύτερο ταράντουλα. Μια αράχνη έχει ειδικές δομές που ονομάζονται spinnerets στο τέλος της κοιλιάς. Έχετε δει πιθανώς μια αράχνη που κατασκευάζει έναν ιστό, ή να βγαίνει από ένα μεταξωτό νήμα. Η αράχνη χρησιμοποιεί τα οπίσθια πόδια για να τραβήξει το σκέλος του μεταξιού από τις κλωστές του, λίγο-λίγο.

Αλλά τι είναι το μετάξι αράχνη; Το μεταξωτό μετάξι είναι ίνα πρωτεΐνης, που παράγεται από έναν αδένα στην κοιλιά της αράχνης. Ο αδένας αποθηκεύει πρωτεΐνη μεταξιού σε υγρή μορφή, η οποία δεν είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για δομές κατασκευής όπως ιστό. Όταν η αράχνη χρειάζεται μετάξι, η υγροποιημένη πρωτεΐνη διέρχεται από ένα κανάλι όπου παίρνει ένα όξινο λουτρό. Ως

Δομικά, το μετάξι αποτελείται από στρώματα άμορφων και κρυσταλλικών πρωτεϊνών. Οι σταθερότερες πρωτεϊνικές κρύσταλλοι δίνουν στο μετάξι τη δύναμή του, ενώ η μαλακότερη, άμορφη πρωτεΐνη παρέχει ελαστικότητα. Η πρωτεΐνη είναι φυσική πολυμερές (στην περίπτωση αυτή, μια αλυσίδα από αμινοξέα). Αράχνη μεταξιού, κερατίνη, και κολλαγόνο όλα σχηματίζονται από πρωτεΐνη.

Οι αράχνες συχνά ανακυκλώνουν πολύτιμες πρωτεΐνες μετάξι τρώγοντας τους ιστούς τους. Οι επιστήμονες έχουν επισημάνει πρωτεΐνες μεταξιού χρησιμοποιώντας ραδιενεργούς δείκτες και εξέτασαν το νέο μετάξι για να καθορίσουν πόσο αποτελεσματικά οι αράχνες επεξεργάζονται το μετάξι. Αξιοσημείωτο, έχουν βρει ότι οι αράχνες μπορούν να καταναλώνουν και να επαναχρησιμοποιούν πρωτεΐνες μεταξιού σε 30 λεπτά. Αυτό είναι ένα εκπληκτικό σύστημα ανακύκλωσης!

Αυτό το ευπροσάρμοστο υλικό θα μπορούσε να έχει απεριόριστες εφαρμογές, αλλά η συγκομιδή του μεταξιού αράχνης δεν είναι πολύ πρακτική σε μεγάλη κλίμακα. Η παραγωγή ενός συνθετικού υλικού με τις ιδιότητες του μεταξιού αράχνης είναι από καιρό το Άγιο Δισκοπότηρο της επιστημονικής έρευνας.

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει το ασημένιο μετάξι για αιώνες και έχουν μάθει αρκετά για το πώς κατασκευάζεται και χρησιμοποιείται το μεταξωτό μετάξι. Ορισμένες αράχνες μπορούν να παράγουν 6 ή 7 είδη μεταξιού χρησιμοποιώντας διαφορετικούς αδένες μετάξης. Όταν ο αράχνης υφαίνει μεταξωτό νήμα, μπορεί να συνδυάσει αυτά τα ποικίλα είδη μεταξιού για να παράγει εξειδικευμένες ίνες για διαφορετικούς σκοπούς. Μερικές φορές η αράχνη έχει ανάγκη από ένα κολλητικό μεταξωτό σκέλος και άλλες φορές χρειάζεται ένα ισχυρότερο.

Όπως μπορείτε να φανταστείτε, οι αράχνες κάνουν καλή χρήση των δεξιοτήτων τους που παράγουν μετάξι. Όταν σκεφτόμαστε τις αράχνες που κλωτσούν μετάξι, συνήθως σκεφτόμαστε ότι κατασκευάζουν ιστούς. Αλλά οι αράχνες χρησιμοποιούν μετάξι για πολλούς σκοπούς.

1. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να πιάσουν το θήραμα

Η πιο γνωστή χρήση μετάξι από αράχνες είναι για την κατασκευή πλεγμάτων, τα οποία χρησιμοποιούν για να καταλάβουν τη λεία. Κάποιες αράχνες, όπως ή weavers, κατασκευάστε κυκλικούς ιστούς με κολλώδη σπειρώματα για να σπάσουν τα ιπτάμενα έντομα. Οι αράχνες web purse χρησιμοποιούν ένα καινοτόμο σχέδιο. Περιστρέφουν ένα σωστό μεταξωτό σωλήνα και κρύβονται μέσα σε αυτό. Όταν ένα έντομο προσγειώνεται στο εξωτερικό του σωλήνα, η αράχνη ιστού τσαντών κόβει το μετάξι και τραβά το έντομο μέσα. Οι περισσότερες αράχνες που έχουν υφή ιστού έχουν κακή όραση, έτσι ώστε να νοιώσουν θήραμα στον ιστό με αίσθημα κραδασμών που μετακινούνται στα μεταξωτά σκέλη. Μια πρόσφατη μελέτη το έδειξε το μεταξωτό αράχνη μπορεί να δονείται σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, επιτρέποντας στην αράχνη να αντιλαμβάνεται κινήσεις "τόσο μικρές όσο εκατό νανόμετρα-1/1000 το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας".

Αλλά αυτό δεν είναι ο μόνος τρόπος που οι αράχνες χρησιμοποιούν μεταξωτά για να πιάσουν τα γεύματα. Για παράδειγμα, η αράχνη μπολάνε περιστρέφει ένα είδος γραμμής από μετάξι - ένα μακρύ νήμα με μια κολλώδη μπάλα στο τέλος. Όταν περνάει ένα έντομο, η αραχνοειδής αράχνη περικλείει τη γραμμή στο θήραμα και ανασύρεται στο χείλος του. Οι αράχνες αγκυροβολήσεως περιστρέφουν ένα μικρό πλέγμα, διαμορφωμένο σαν ένα μικρό πλέγμα, και το κρατούν ανάμεσα στα πόδια τους. Όταν ένα έντομο έρχεται κοντά, η αράχνη ρίχνει το μεταξωτό δίχτυ της και δέχεται το θήραμα.

2. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να υποτάξουν το θήραμα

Κάποιες αράχνες, όπως αράχνες αράχνης, χρησιμοποιήστε το μετάξι για να υποτάξετε τελείως το θήραμά τους. Έχετε παρακολουθήσει ποτέ μια αράχνη αρπάξει μια μύγα ή σκώρος και γρήγορα τυλίξτε το με μετάξι σαν μια μούμια; Οι αράχνες αράχνης έχουν ειδικά πόδια στα πόδια τους, τα οποία τους επιτρέπουν να άνεμοι κολλώδη μετάξι σφιχτά γύρω από ένα αγωνιστικό έντομο.

3. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μεταξωτό για να ταξιδέψουν

Όποιος διαβάζει Ο ιστότοπος του Σάρλοτ ως παιδί θα είναι εξοικειωμένοι με αυτή τη συμπεριφορά αράχνη, γνωστή ως μπαλόνια. Οι νεαροί αράχνες (που ονομάζονται αράχνες) διασκορπίζονται σύντομα μετά την έξοδο από τον σάκο αυγών τους. Σε ορισμένα είδη, το αράχνη θα ανέβει πάνω σε μια εκτεθειμένη επιφάνεια, θα αυξήσει την κοιλιά του και θα ρίξει ένα μεταξωτό νήμα στον άνεμο. Καθώς το ρεύμα αέρα τραβάει το μεταξωτό σκέλος, το αράχνη γίνεται αερομεταφερόμενο και μπορεί να μεταφερθεί για μίλια.

4. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να κρατήσουν από την πτώση

Ποιος δεν έχει τρομάξει από μια αράχνη που κατέρρευσε ξαφνικά σε ένα μεταξωτό νήμα; Οι αράχνες αφήνουν συνήθως μια διαδρομή μετάξι, γνωστή ως dragline, πίσω τους καθώς εξερευνούν μια περιοχή. Η γραμμή ασφαλείας μεταξιού βοηθά την αράχνη να μην πέσει ανεξέλεγκτη. Οι αράχνες χρησιμοποιούν επίσης το dragline για να κατέβουν με ελεγχόμενο τρόπο. Εάν η αράχνη βρίσκει πρόβλημα παρακάτω, μπορεί να ανέλθει γρήγορα στην ασφάλεια.

5. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να κρατήσουν από το να χάνουν

Οι αράχνες μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν την dragline για να βρουν το σπίτι τους. Αν μια αράχνη περιπλανιέται πολύ μακριά από την υποχώρηση ή το βράχο, μπορεί να ακολουθήσει τη γραμμή μεταξιού πίσω στο σπίτι της.

6. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να πάρουν το καταφύγιο

Πολλές αράχνες χρησιμοποιούν μετάξι για να κατασκευάσουν ή να ενισχύσουν ένα καταφύγιο ή να υποχωρήσουν. Και τα δυο ταραντούλες και αράχνες λύκου να σκάβουν λακκούβες στο έδαφος και να στρώσουν τα σπίτια τους με μετάξι. Ορισμένες αράχνες δημιουργίας ιστού δημιουργούν ειδικές εκβαθύνσεις εντός ή δίπλα στα ιστό τους. Οι αράχνες χύτευσης χαντρών, για παράδειγμα, περιστρέφουν ένα κωνικό σχήμα υποχώρησης στη μία πλευρά των ιστών τους, όπου μπορούν να παραμείνουν κρυμμένες τόσο από το θήραμα όσο και από τα αρπακτικά ζώα.

7. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το Silk to Mate

Πριν το ζευγάρωμα, μια αρσενική αράχνη πρέπει να προετοιμάσει και να ετοιμάσει το σπέρμα του Οι αρσενικές αράχνες μετατρέπουν το μετάξι και κατασκευάζουν μικρούς ιστούς σπερματοζωαρίων, μόνο για το σκοπό αυτό. Μεταφέρει το σπέρμα από το άνοιγμα των γεννητικών οργάνων στον ειδικό ιστό και στη συνέχεια παίρνει το σπέρμα με τα pedipalps του. Με το σπερματοζωάρι του να φυλάσσεται ασφαλώς στα pedipalps του, μπορεί να ψάξει για μια δεκτική γυναίκα.

8. Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να προστατεύουν τους απογόνους τους

Οι θηλυκές αράχνες παράγουν ιδιαίτερα σκληρό μετάξι για να κατασκευάσουν σάκους αυγών. Κατόπιν τα αποθέτει τα αυγά της μέσα στον σάκο, όπου θα προστατεύονται από τον καιρό και πιθανά αρπακτικά όπως αυτά αναπτύσσονται και εκκολάπτονται σε μικροσκοπικά αράχνη. Οι περισσότερες μητέρες αράχνες ασφαλίζουν το σάκο αυγών σε μια επιφάνεια, συχνά κοντά στον ιστό της. Οι αράχνες του Wolf δεν παίρνουν πιθανότητες και φέρνουν το σάκο των αυγών μέχρι να εμφανιστούν οι απόγονοι.

_Πηγές:

• _{Borror και Delong Εισαγωγή στη μελέτη των εντόμων, 7η έκδοση, από τον Charles A. Triplehorn και Norman F. Johnson.}
• _{Εγκυκλοπαίδεια της Εντομολογίας, 2η έκδοση, εκδόθηκε από τον John L. Capinera.}
• _{Οι επιστήμονες της ASU αποκαλύπτουν τα μυστήρια του μεταξιού αράχνης, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, 27 Ιανουαρίου 2013.}
• _{Ο μηχανικός της πολιτείας της Αϊόβα ανακαλύπτει ότι το μεταξωτό μετάξι παράγει θερμότητα καθώς και μέταλλα, Iowa State University, 5 Μαρτίου 2012.}
• _{Η μείωση του pH ρυθμίζει την παραγωγή μεταξιού της αράχνης, Σουηδικό Πανεπιστήμιο Γεωπονικών Επιστημών, 12 Μαΐου 2010.}
• _{Ο ερευνητής του Στάνφορντ ρίχνει νέο φως στα μυστήρια του μεταξιού αράχνης, Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, 4 Φεβρουαρίου 2013.}
• _{Bugs Rule! Εισαγωγή στον κόσμο των εντόμων, από τους Whitney Cranshaw και Richard Redak.}
• _{Αράχνες, ιστοχώρος του Εθνικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας Smithsonian.}
• _{Οι αράχνες ακούν τους ιστούς τους, από την Carrie Arnold, ιστοσελίδα της National Geographic, 5 Ιουνίου 2014.}
• _{Αράχνες με καθαρή κάμερα, Ιστοσελίδα του Αυστραλιανού Μουσείου.}
• _{Αράχνες, Πανεπιστήμιο του Πανεπιστημίου του Κεντάκυ.}