Mătase de păianjen este fibra miracolă a naturii

Mătasea păianjen este una dintre cele mai miraculoase substanțe naturale de pe Pământ. Majoritatea materialelor de construcție sunt puternice sau elastice, dar mătasea de păianjen este ambele. A fost descris ca fiind mai puternic decât oțelul (care nu este destul de precis, dar apropiat), mai impenetrabil decât Kevlar și mai întins decât nylonul. Rezistă multă încordare înainte de rupere, care este însăși definiția unui material dur. Mătasea păianjen conduce de asemenea căldură și este cunoscut că are proprietăți antibiotice.

Toți păianjenii produc mătase

Toți păianjenii produc mătase, de la cel mai mic păianjen săritor până la cea mai mare tarantulă. Un păianjen are structuri speciale numite spinnerets la capătul abdomenului. Probabil ați urmărit un păianjen construind o pânză sau rapelând dintr-un fir de mătase. Păianjenul își folosește picioarele posterioare pentru a trage firul de mătase din spinnerets, puțin câte puțin.

Mătase de păianjen este fabricată din proteine

Dar ce este exact mătasea de păianjen? Mătase de păianjen este o fibră de proteine, produsă de o glandă din abdomenul păianjenului. Glanda depozitează proteine ​​de mătase sub formă lichidă, care nu este deosebit de utilă pentru construcția structurilor precum țesăturile. Când păianjenul are nevoie de mătase, proteina lichefiată trece printr-un canal unde capătă o baie acidă. Pe măsură ce pH-ul proteinei de mătase este scăzut (deoarece este acidulat), modifică structura. Mișcarea de a smulge mătasea din spinnerets pune tensiune asupra substanței, ceea ce o ajută să se întărească într-un solid pe măsură ce apare.

Din punct de vedere structural, mătasea constă din straturi de proteine ​​amorfe și cristaline. Cristalele de proteine ​​mai ferme conferă mătasei puterea sa, în timp ce proteina mai moale, fără formă, oferă elasticitate. Proteina este un polimer natural (în acest caz, un lanț de aminoacizi). Mătasea păianjen, keratina și colagenul sunt toate formate din proteine.

Păianjenii vor recicla deseori proteinele de mătase valoroase consumându-și pânzele. Oamenii de știință au etichetat proteinele de mătase folosind markeri radioactivi și au examinat mătase nouă pentru a determina cât de eficient reprocesează păianjenii. Remarcabil, au descoperit că păianjenii pot consuma și reutiliza proteinele de mătase în 30 de minute. Acesta este un sistem uimitor de reciclare!

Acest material versatil ar putea avea aplicații nelimitate, însă recoltarea mătase de păianjen nu este foarte practică la scară largă. Producerea unui material sintetic cu proprietățile mătase de păianjen a fost mult timp Sfântul Graal al cercetărilor științifice. 

8 Moduri de păianjeni folosesc mătase

Oamenii de știință au studiat mătasea de păianjen timp de secole și au aflat destul de multe despre modul în care este fabricată și folosită mătase păianjen. Unii păianjeni pot produce de fapt 6 sau 7 tipuri de mătase folosind diferite glande de mătase. Când păianjenul țese un fir de mătase, poate combina aceste tipuri de mătase variate pentru a produce fibre specializate în scopuri diferite. Uneori, păianjenul are nevoie de un fir de mătase mai lipicios, iar alteori are nevoie de unul mai puternic.

După cum v-ați putea imagina, păianjenii folosesc bine abilitățile lor de a produce mătase. Când ne gândim la păianjeni care învârtesc mătase, de obicei ne gândim la ei pentru a construi pânze. Păianjenii folosesc mătasea în multe scopuri. 

1. Păianjenii folosesc mătase pentru a prinde prada

Cea mai cunoscută utilizare a mătase de către păianjeni este pentru construirea de pânze, pe care le folosesc pentru a păstra prada. Unii păianjeni, precum țesătorii de orb, construiesc pânze circulare cu fire lipicioase pentru a înfunda insectele zburătoare. Păianjenii web folosesc un design inovator. Învârtesc un tub de mătase vertical și se ascund în el. Când o insectă aterizează pe partea exterioară a tubului, păianjenul de pe geantă taie mătasea și trage insecta în interior. Cei mai mulți păianjeni de țesătură au o vedere slabă, așa că simt prada pe web simțind vibrațiile care călătoresc pe firele de mătase. Un studiu recent a arătat că mătasea păianjen poate vibra la o gamă largă de frecvențe, permițând păianjenului să sesizeze mișcări „la fel de mici ca o sută de nanometri-1/1000 lățimea unui păr uman”.

Dar nu acesta este singurul mod în care păianjenii folosesc mătasea pentru a prinde mese. Păianjenul bolas, de exemplu, învârte un fel de linie de mătase de pescuit - un fir lung cu o bilă lipicioasă la capăt. Când o insectă trece pe lângă ea, păianjenul bolas flotează linia la pradă și trage în captura sa. Păianjenii cu turnare netă rotesc o pânză mică, în formă de plasă minusculă și o țin între picioare. Când o insectă se apropie, păianjenul își aruncă plasa de mătase și înfăptuiește prada.

2. Spiders User Silk to Subdue Prey

Unii păianjeni, cum ar fi păianjenii de rață, folosesc mătasea pentru a-și supune prada complet. Ai văzut vreodată că un păianjen apucă o muscă sau o molie și o înfășoară rapid în mătase ca o mumie? Păianjenii Cobweb au șesuri speciale pe picioare, ceea ce le permite să vântă mătase lipicioasă în jurul unei insecte care se luptă. 

3. Păianjenii folosesc mătasea pentru a călători

Oricine a citit Web-ul lui Charlotte ca un copil va fi familiarizat cu acest comportament de păianjen, cunoscut sub numele de balonare. Păianjenii tineri (numiți păianjen) se dispersează curând după ieșirea din pungă de ouă. În unele specii, păianjenul va urca pe o suprafață expusă, își va ridica abdomenul și va arunca un fir de mătase în vânt. Pe măsură ce curentul de aer trage pe șuvița de mătase, păianjenul devine aerian și poate fi transportat pe kilometri.