Spider-silkki on luonnon ihmekuitu

Hämähäkki-silkki on yksi ihmeellisimmistä luonnollisista aineista maapallolla. Suurin osa rakennusmateriaaleista on joko vahvoja tai joustavia, mutta hämähäkki-silkki on molemmat. Sitä on kuvattu voimakkaammaksi kuin terästä (mikä ei ole aivan tarkka, mutta lähellä), läpäisemättömämpää kuin kevlar, ja joustavampi kuin nylon. Se kestää paljon rasitusta ennen murtumista, mikä on kovan materiaalin määritelmä. Hämähäkkisilkki johtaa myös lämpöä ja sillä tiedetään olevan antibioottiominaisuuksia.

Kaikki hämähäkit tuottavat silkkiä pienimmästäkin hyppy hämähäkki suurimpaan lintuhämähäkki. Hämähäkki on vatsan päässä erityisiä rakenteita, joita kutsutaan spinnereteiksi. Olet todennäköisesti katsellut hämähäkkiä rakentamassa verkkoa tai rypistymässä silkkilangasta. Hämähäkki käyttää takajalkojaan vetääkseen silkin säikeen spinnereteistään vähitellen.

Mutta mikä on hämähäkki-silkki? Spider-silkki on proteiinikuitu, jota tuottaa hämähäkin vatsassa oleva rauhas. Rauhanen tallentaa silkkiproteiinia nestemäisessä muodossa, mikä ei ole erityisen hyödyllinen rakenteissa, kuten rainoissa. Kun hämähäkki tarvitsee silkkiä, nesteytetty proteiini kulkee kanavan läpi, josta se saa happohauteen. Kuten

Rakenteellisesti silkki koostuu kerroksista amorfisia ja kiteisiä proteiineja. Vahvemmat proteiinikiteet antavat silkille lujuuden, kun taas pehmeämpi, muodoton proteiini tarjoaa joustavuutta. Proteiini on luonnossa esiintyvä polymeeri (tässä tapauksessa ketju) aminohappoja). Hämähäkin silkki, keratiini ja kollageeni ovat kaikki muodostettu proteiineista.

Hämähäkit kierrättävät usein arvokkaita silkkiproteiineja syömällä rainansa. Tutkijat ovat merkinneet silkiproteiineja radioaktiivisilla markkereilla ja tutkineet uutta silkkiä määrittääkseen kuinka tehokkaasti hämähäkit käsittelevät silkkiä uudelleen. On huomattavaa, että he ovat havainneet, että hämähäkit voivat kuluttaa ja käyttää uudelleen silkkiproteiineja 30 minuutissa. Se on uskomaton kierrätysjärjestelmä!

Tällä monipuolisella materiaalilla voi olla rajattomia sovelluksia, mutta hämähäkin silkin kerääminen ei ole kovin käytännöllistä suuressa mittakaavassa. Hämähäkkisilkin ominaisuuksilla varustetun synteettisen materiaalin tuottaminen on jo pitkään ollut tieteellisen tutkimuksen Pyhä Graali.

Tutkijat ovat tutkineet hämähäkki-silkkiä vuosisatojen ajan ja oppineet melko vähän siitä, kuinka hämähäkki-silkkiä valmistetaan ja käytetään. Jotkut hämähäkit voivat tosiasiallisesti tuottaa 6 tai 7 silkkiä käyttämällä erilaisia ​​silkkirauhasia. Kun hämähäkki kutoo silkkilankaa, se voi yhdistää nämä monipuoliset silkit tuottaa erikoiskuituja eri tarkoituksiin. Joskus hämähäkki tarvitsee tarttuvamman silkkinauhan, ja toisinaan se tarvitsee vahvemman.

Kuten voitte kuvitella, hämähäkit käyttävät hyvästi silkintuotantotaitojaan. Kun ajattelemme häkkiä, jotka kehrättävät silkkiä, ajattelemme yleensä niitä rakentavan verkkoja. Mutta hämähäkit käyttävät silkkiä moniin tarkoituksiin.

1. Hämähäkit saavat saaliin silkillä

Hämähäkkien tunnetuin silkin käyttö on rainojen rakentamisessa, joita he käyttävät saaliin peittämiseen. Jotkut hämähäkit, kuten pallo kutojat, rakenna pyöreät rainat tarttuvilla langoilla piilevien lentävien hyönteisten torjumiseksi. Kukkaroiden hämähäkit käyttävät innovatiivista mallia. He kehrävät pystyssä olevaa silkkiputkea ja piiloutuvat sen sisään. Kun hyönteinen laskeutuu putken ulkopuolelle, kukkarohampuri leikkaa silkin ja vetää hyönteisen sisälle. Suurimmalla osalla kudontahämähäkkejä on heikko näkö, joten he aistivat saaliin verkossa tuntemalla värähtelyä, joka kulkee silkkilankojen yli. Äskettäinen tutkimus osoitti, että hämähäkki-silkki voi värähtellä monilla taajuusalueilla, jolloin hämähäkki havaitsee liikkeet "niin pieninä kuin sata nanometriä - 1/1000 ihmisen hiuksen leveydestä".

Mutta se ei ole ainoa tapa, jolla hämähäkit käyttävät silkkiä aterioiden saamiseen. Esimerkiksi Bolas-hämähäkki pyörittää eräänlaista silkkiä siimaa - pitkää lankaa, jonka päässä on tarttuva pallo. Kun hyönteinen ohittaa, bolas-hämähäkki heittää viivan saaliin kohdalle ja vetoaa kiinni saaliissaan. Verkkovaletushämähäkit pyörittävät pienen verkon muotoista pientä rainaa ja pitävät sitä jalkojensa välillä. Kun hyönteinen tulee lähelle, hämähäkki heittää silkkiverkkonsa ja saalistaa.

2. Hämähäkkien käyttäjän silkki alistaa saaliin

Jotkut hämähäkit, kuten hämähäkkejä, käytä silkkiä pelastaakseen saaliinsa kokonaan. Oletko koskaan katsellut hämähäkki tarttumasta kärpästä tai koiraa ja kääriä sen nopeasti silkkiin kuin muumio? Hämähäkkihämähäkkien jalkoilla on erityiset setit, joiden avulla ne voivat kääntää tarttuvaa silkkiä tiukasti kamppailevan hyönteisen ympärille.

3. Hämähäkit käyttävät silkkiä matkustaakseen

Jokainen, joka lukee Charlotten verkko lapsena tuntee tämän hämähäkin käyttäytymisen, joka tunnetaan ilmapallona. Nuori hämähäkkejä (joita kutsutaan hämähäkkeiksi) hajoaa pian sen jälkeen, kun ne ovat ilmestyneet munasäkkinsä. Joillakin lajeilla hämähäkki kiivetä paljaalle pinnalle, nostaa vatsansa ja heittää silkkilangan tuuleen. Kun ilmavirta vetää silkkilankaa, hämähäkki muuttuu ilmassa ja sitä voidaan kuljettaa mailia.

4. Hämähäkit käyttävät silkkiä pitääksesi putoamasta

Kuka ei ole hämmästynyt hämähäkki, joka laskeutuu yhtäkkiä silkkilankaan? Hämähäkit jättävät takana tavanomaisesti silkkiviivan, joka tunnetaan nimellä dragline. Silkkiturvaviiva auttaa hämähäkkiä pitämästä putoamasta tarkastamatta. Hämähäkit käyttävät myös vetolinjaa laskeutuakseen hallitusti. Jos hämähäkki löytää ongelmia alla, se voi nopeasti nousta linjasta turvallisuuteen.

5. Hämähäkit käyttävät silkkiä estääksesi kadotusta

Hämähäkit voivat myös käyttää vetolinjaa löytääkseen tiensä kotiin. Jos hämähäkki vaeltaa liian kaukana vetäytymisestä tai urosta, se voi seurata silkkilinjaa takaisin kotiinsa.

6. Hämähäkit käyttävät silkkiä suojaan

Monet hämähäkit käyttävät silkkiä rakentaakseen tai vahvistamaan suojaa tai perääntyä. molemmat lintuhämähäkit ja susi hämähäkkejä kaivaa kaivet maassa ja linjaa kotinsa silkillä. Jotkut verkkorakennuksen hämähäkit rakentavat erityisiä retriittejä verkkojensa sisällä tai vieressä. Esimerkiksi suppilon kutomahämähäkit pyöritävät kartionmuotoisen retriitin rainansa toisella puolella, missä ne voivat pysyä piilossa sekä saalisilta että saalistajilta.

7. Hämähäkit käyttävät silkkiä pariutumiseen

Ennen parittelua uroshämähäkin tulee valmistaa ja valmistaa siittiöt. Uroshämähäkit pyörittävät silkkiä ja rakentavat pieniä siittiöitä, juuri tätä tarkoitusta varten. Hän siirtää siittiöt sukupuolielinten aukosta erityiseen verkkoon ja poimii sitten siittiöt pedipalpsillaan. Kun sperma on turvallisesti varastoitu pedipalpsiinsa, hän voi etsiä tarttuvaa naista.

8. Hämähäkit suojaavat jälkeläisiä silkillä

Naisten hämähäkit tuottavat erityisen kovaa silkkiä munasäkkien rakentamiseksi. Sitten hän tallettaa munansa pussiin, missä ne ovat suojassa säältä ja mahdollisilta saalistajilta kehittyä ja kuoriutua pieniksi hämähäkkeiksi. Suurin osa äitihämähäkkejä kiinnittää munapussin pintaan, usein lähellä hänen verkkoaan. Susi hämähäkkejä eivät ota mahdollisuuksia ja kantavat munapussia ympäri, kunnes jälkeläiset ilmestyvät.

_Lähteet:

• _{Borror ja Delongin johdanto hyönteistutkimukseen, 7. painos, kirjoittanut Charles A. Triplehorn ja Norman F. Johnson.}
• _{Entomologian tietosanakirja, 2. painos, toimittanut John L. Capinera.}
• _{ASU: n tutkijat purkavat hämähäkin silkin mysteerit, Arizonan osavaltion yliopisto, 27. tammikuuta 2013.}
• _{Iowa State -insinööri havaitsee hämähäkin silkin, joka johtaa lämpöä ja metalleja, Iowan osavaltion yliopisto, 5. maaliskuuta 2012.}
• _{PH: n alentaminen säätelee hämähäkin silkintuotantoa, Ruotsin maatalouden yliopiston yliopisto, 12. toukokuuta 2010.}
• _{Stanfordin tutkija valaisee uutta valoa hämähäkin silkkien mysteereihin, Stanfordin yliopisto, 4. helmikuuta 2013.}
• _{Bugs sääntö! Johdanto hyönteisten maailmaan, kirjoittaneet Whitney Cranshaw ja Richard Redak.}
• _{Hämähäkkejä, Smithsonian National Museum of Natural History -sivusto.}
• _{Hämähäkit kuuntelevat verkkosivujaan, kirjoittanut Carrie Arnold, National Geographic -sivusto, 5. kesäkuuta 2014.}
• _{Nettihämähäkkiä, Australian museon verkkosivusto.}
• _{Kukkaruukut, Kentuckyn yliopiston entomologian verkkosivusto.}