رشته های وب از چه ماده ای ساخته شده اند؟ اسرار وب قوی ترین ماده در جهان است

تار عنکبوت ترشح غدد عنکبوتیه است که به زودی پس از ترشح به صورت رشته ای سفت می شود. از نظر ماهیت شیمیایی، پروتئینی شبیه به ابریشم حشرات است. این پروتئین با گلیسین، آلانین و سرین غنی شده است. در داخل غده عنکبوتیه به شکل مایع وجود دارد. هنگامی که از طریق متعدد منزوی شده است لوله های چرخان، روی سطح باز می شود زگیل عنکبوتی، ساختار پروتئین تغییر می کند و در نتیجه به شکل یک نخ نازک سخت می شود. متعاقباً، عنکبوت این رشته‌های اولیه را در یک فیبر شبکه ضخیم‌تر می‌بافد.

شناخته شده ترین استفاده عنکبوت ها از تارها، ساخت شبکه های تله گذاری است که بسته به ساختار، می تواند طعمه را کاملاً بی حرکت کند، مانع حرکت آن شود یا فقط ظاهر آن را نشان دهد. عنکبوت ها نیز اغلب طعمه های صید شده خود را در تار می پیچند.


عنکبوت ها تارهایی می چرخند که بسیار خوب بازی می کنند نقش مهمدر زندگی آنها، و کاربردهای متنوعی برای آن بیابند. اینها پیله‌های عنکبوت هستند، جایی که نوزادان کوچک از تخم‌ها در گرما و امنیت رشد می‌کنند. و طناب های نجات مانند طناب های کوهنوردی که به گیاهان می چسبند و از افتادن عنکبوت به زمین جلوگیری می کنند. عنکبوت‌ها از تار لانه‌هایی برای زمستان می‌سازند و در نهایت، تورهای دام می‌بافند.

عنکبوت ها می توانند نخ های مختلفی را برای اهداف مختلف بچرخانند. اگر برای تور ماهیگیری به نخ نیاز باشد، غدد مخصوصی که در کنار غدد عنکبوتیه قرار دارند آن را با لایه ای از ماده چسبنده می پوشانند. برای جابجایی از مکانی به مکان دیگر یا اتصال توری به دام انداختن، یک نخ خشک تولید می شود. غدد دیگر موادی ترشح می کنند که نخ چرخاندن پیله از آنها می چرخد. نخ تار از سیم فولادی با همان قطر قوی‌تر است و می‌تواند یک سوم طول خود را بدون شکستگی بکشد تا عنکبوت دائماً نخ خشک تولید می‌کند. او به خوبی می داند که مناطق امن کجا هستند و در یکی از آنها پنهان می شود و صبورانه منتظر می ماند تا قربانی به تور بیفتد. علاوه بر این، پاهای عنکبوت یک ماده روغنی ترشح می کند که به لطف آن به تار نمی چسبد.


عنکبوت شروع به بافتن تار می کند و نخ را به باد می اندازد. ابریشم در باد پرواز می کند و به جسمی مانند شاخه درخت می چسبد، که به عنکبوت اجازه می دهد تا از این نخ بالا برود و نخ دیگری را به نخ اصلی اضافه کند تا قوی تر شود. بعد از اینکه عنکبوت طرح کلی تار را ساخت، نخی را می چرخاند که یک طرف تار را به طرف دیگر متصل می کند. از مرکز این رشته اتصال عنکبوت شروع به بافتن نخ دیگری می کند، که مرکز وب را با نخ کناری متصل می کند.


سپس عنکبوت رشته های خشک زیادی را از لبه های تار در امتداد شعاع های خود به مرکز می گذارد، مانند پره های چرخ دوچرخه. سپس این "پره ها" با نخ های دایره ای بافته می شوند. نتیجه یک تار خشک مارپیچی است. سپس یک نخ چسب بر روی سطح تار خشک اعمال می شود. حالا عنکبوت از شر تار خشک خلاص می شود و آن را می خورد. وسایل ماهیگیری تمام شد، تله حشرات آماده است.

ابریشم عنکبوت- مواد غیر معمول یکی از ویژگی های آنبا سبکی غیرعادی وب- قدرت بسیار زیادنیروی شکستن که بر حسب کیلوگرم در 1 میلی متر مربع بیان می شود، برای تار عنکبوت از 40 تا 261 متغیر است و برای ابریشم مصنوعی و کاترپیلار به ترتیب از 43 و 20 تجاوز نمی کند.یک نخ ابریشم نازک به اندازه مداد می تواند یک بوئینگ 747 را متوقف کند.


در قرن هفدهم، مهندسان توجه خود را به وب جلب کردند، یعنی به این واقعیت که این یک ساختار مکانیکی بسیار منطقی است که در کشش کار می کند به گونه ای که همه رزوه ها از نظر شرایط در مطلوب ترین شرایط قرار دارند. استحکام مواد

هر گونه اختلال در سیستم عصبی عنکبوت ها بلافاصله در الگوی وب منعکس می شود. به عنکبوت ها مواد مختلفی داده می شد و هر بار آنها الگوی خاص خود را می بافتند که کاملاً با ماده خاصی مطابقت داشت.

این کشف به طور غیرمنتظره ای در علم پزشکی قانونی مفید بود. با دادن قطره خون فردی که مشکوک به مسمومیت است به عنکبوت، ماهیت الگو می تواند سمی باشد که فرد با آن مسموم شده است.

چرا یک عنکبوت به همان شکلی که قربانیانش در تار خود گرفتار می شوند، درگیر نمی شود؟ و این اتفاق می افتد زیرا عنکبوت همیشه فقط در امتداد رشته های شعاعی صاف حرکت می کند و هرگز در امتداد رشته های چسبنده و متحدالمرکز حرکت نمی کند.


قدیمی ترین شبکه فسیلی با حشرات متصل در اسپانیا (در یک تکه کهربا) یافت شد که 110 میلیون سال قدمت دارد.

عنکبوت ها بسیار حساس هستند. با رفتار آنها می توانید آب و هوا را پیش بینی کنید. اگر عنکبوت ها در عصر فعالیت شدیدی داشتند، منتظر هوای خوب باشید. اگر این اتفاق در صبح رخ دهد، هوا طوفانی خواهد بود.



ترکیب شیمیایی تار به ابریشم کاترپیلارهای پروانه نزدیک است. چینی‌ها از تار عنکبوت‌های نفیل که در جزایر گرمسیری یافت می‌شوند پارچه‌ای بادوام به نام «ساتن دریای شرقی» ساختند. در اروپا لباس های زیبایی از تار عنکبوت درست می کردند.

ماهیگیران پولنیزیایی از نخ عنکبوت گوی بافی طلایی به عنوان نخ ماهیگیری استفاده می کنند.
برخی از قبایل در گینه نو از توری به عنوان کلاه برای محافظت از سر خود در برابر باران استفاده می کردند.



وزن تار به حدی است که اگر تار یک بار زمین را به دور استوا بپیچد، وزن آن تنها 450 گرم خواهد بود.


چرا عنکبوت به تار نیاز دارد؟

اکثر مردم فکر می کنند که عنکبوت ها فقط از ابریشم برای چرخاندن تارهای خود استفاده می کنند. در واقع، به ندرت هیچ حیوانی از ابریشم به گونه ای همه کاره استفاده نمی کند، مانند عنکبوت، که از آن خانه می سازد، «خطوط زندگی»، «زنگ غواصی»، «هواپیما»، کمند، تله های کشسان و تار معروف می بافد. .

عنکبوت ها حشره نیستند، بلکه از دسته عنکبوت ها هستند. برخلاف حشرات، آنها دارای هشت پا، در بیشتر موارد هشت چشم، بدون بال و بدنی هستند که به دو قسمت تقسیم شده است.

عنکبوت ها تقریبا در هر آب و هوایی یافت می شوند. آنها می توانند روی زمین بدوند، از درختان بالا بروند و حتی در آب زندگی کنند و برای این کار به یک شبکه نیاز دارند.

عنکبوت انواع ابریشم تولید می کند: ابریشم چسبنده برای تار که قرار است حشرات را بگیرد، ابریشم بادوام و نچسب برای پله های تار و ابریشم مخصوص پیله.

حتی تارهای بافته شده توسط عنکبوت ها می توانند کاملاً باشند اشکال مختلف. متداول ترین تار گرد است، اما تارهای مربعی، مسطح و قیفی یا گنبدی نیز وجود دارد. تارهایی با پوشش وجود دارد تا طعمه از آنها فرار نکند.

عنکبوت از تار خود برای ساختن شبکه برای شکار طعمه استفاده می کند، سپس عنکبوت نخ خود را به دور قربانی خود می بندد. همچنین، یک عنکبوت می تواند بدون ترس با استفاده از نخ خود بپرد یا پایین بیاید و در امتداد تار عنکبوت مانند مسیرهایی بدود. خوب، و نه بی‌اهمیت، عنکبوت‌ها برای تخم‌هایشان پیله‌هایی از همان نخ ابریشم می‌بافند تا از فرزندان آینده در برابر موقعیت‌های غیرمنتظره‌ای که مرگ آنها را تهدید می‌کند محافظت کنند.

در جنگل های ماداگاسکار عنکبوت زندگی می کند که تار می بافد که می تواند از یک ساحل رودخانه یا دریاچه به سمت دیگر کشیده شود و نخی که استفاده می کند از قوی ترین ماده با منشاء بیولوژیکی در جهان است. "عنکبوت داروین"، کشف شده توسط اینگی آگنارسون از دانشگاه پورتوریکو، که اولین بار در سال 2001 با چنین تارهایی روبرو شد. پارک ملی Ranamofana ماداگاسکار خیلی بزرگ نیست، فقط 1.5 اینچ طول دارد (با اندام هایش صاف شده)، اما شبکه ای که می چرخد ​​بسیار زیاد است. طول نخ اصلی می تواند تا 80 فوت و دور تار 9 فوت مربع باشد. خاصیت ارتجاعی نخ دو برابر هر عنکبوت دیگری است و با توجه به این واقعیت که استحکام کششی آن بیشتر از فولاد است، نخ این عنکبوت قوی‌ترین ماده طبیعی است که علم شناخته شده است.

عنکبوتیان با توانایی خود در بافتن الگوهای شگفت انگیز وب از همه حشرات متمایز هستند.
تصور اینکه چگونه یک عنکبوت تار می بافد غیرممکن است. موجود کوچک شبکه های بزرگ و قوی ایجاد می کند. این توانایی شگفت انگیز 130 میلیون سال پیش شکل گرفت.

تصادفی نیست که همه فرصت ها در حیوانات از طریق انتخاب طبیعی پدیدار می شوند و تثبیت می شوند. هر اقدامی یک هدف کاملاً مشخص دارد.

عنکبوت برای رسیدن به اهداف حیاتی تار می بافد:

  • گرفتن طعمه؛
  • تولید مثل؛
  • تقویت راسوهای خود؛
  • بیمه سقوط;
  • فریب شکارچیان؛
  • تسهیل حرکت روی سطوح

راسته عنکبوت از 42 هزار گونه تشکیل شده است که هر کدام ترجیحات خاص خود را در استفاده از ساخت وب دارند. همه نمایندگان از تور برای مهار قربانی استفاده می کنند. آرانمورف های نر مایع منی را روی توری باقی می گذارند. سپس عنکبوت روی تار راه می رود و ترشحات را در اندام های جفت جمع آوری می کند.

پس از لقاح، نوزادان در یک پیله محافظ عنکبوتیه تشکیل می شوند. برخی از ماده ها فرومون ها را روی مش باقی می گذارند - موادی که شرکا را جذب می کنند. گوی بافان نخ ها را دور برگ ها و شاخه ها می پیچند. در نتیجه آدمک هایی برای پرت کردن حواس شکارچیان است. ماهی نقره ای که در آب زندگی می کند خانه هایی با حفره های هوایی می سازد.

اندازه تار بستگی به نوع عنکبوت دارد. برخی از عنکبوتیان گرمسیری "شاهکارهایی" با قطر 2 متر ایجاد می کنند که می توانند حتی یک پرنده را در خود نگه دارند. تارهای عنکبوت معمولی از نظر اندازه کوچکتر هستند.
جالب است بدانید عنکبوت تا چه مدت تار می بافد. جانورشناسان موفق شدند متوجه شوند که صلیب کنترل کننده در عرض چند ساعت با کار کنار می آید. نمایندگان کشورهای گرم چندین روز طول می کشند تا الگوهای منطقه بزرگ ایجاد کنند. نقش اصلی در این فرآیند توسط ارگان های ویژه ایفا می شود.

ساختار غدد عنکبوتیه

روی شکم حشره زوائد وجود دارد - زگیل عنکبوتیه با سوراخ هایی به شکل لوله.
مایع چسبناک از طریق این مجاری از غده عنکبوتیه خارج می شود. هنگامی که ژل در معرض هوا قرار می گیرد، به الیاف نازک تبدیل می شود.

ترکیب شیمیایی وب

توانایی منحصر به فرد محلول آزاد شده برای سخت شدن با اجزای ساختاری آن توضیح داده شده است.

مایع حاوی غلظت بالایی از پروتئین حاوی اسیدهای آمینه زیر است:

  • گلیسین؛
  • آلانین؛
  • سرین

ساختار چهارتایی پروتئین وقتی از مجرا خارج می شود، به گونه ای تغییر می کند که در نتیجه رشته هایی تشکیل می شوند. از سازندهای نخ مانند، متعاقباً الیافی به دست می آید که استحکام آنها است
4 تا 10 برابر قدرت بیشتر موی انسان.,
1.5 تا 6 برابر قوی تر از آلیاژهای فولادی.

اکنون مشخص می شود که چگونه یک عنکبوت تار بین درختان می بافد. الیاف نازک و قوی شکسته نمی شوند، به راحتی فشرده نمی شوند، کشیده می شوند، بدون پیچش می چرخند و شاخه ها را به یک شبکه متصل می کنند.

هدف از زندگی یک عنکبوت به دست آوردن غذای پروتئینی است. پاسخ به سوال "چرا عنکبوت ها تار می بافند" واضح است. در درجه اول برای شکار حشرات. آنها شبکه های تله ای با طراحی پیچیده می سازند. شکل ظاهری سازه های طرح دار متفاوت است.

  • اغلب ما شاهد شبکه های چند ضلعی هستیم. گاهی اوقات آنها تقریبا گرد هستند. بافتن از عنکبوت به مهارت و صبر باورنکردنی نیاز دارد. روی شاخه بالایی نشسته، نخی را تشکیل می دهند که در هوا آویزان است. اگر خوش شانس باشید، نخ به سرعت به شاخه ای می رسد مکان مناسبو عنکبوت به یک نقطه جدید برای کار بیشتر. اگر نخ به هیچ وجه گیر نکرد، عنکبوت آن را به سمت خود می کشد و می خورد تا محصول ناپدید نشود و دوباره کار را آغاز می کند. به تدریج با تشکیل یک قاب، حشره شروع به ایجاد پایه های شعاعی می کند. وقتی آنها آماده شدند، تنها چیزی که باقی می ماند ایجاد رشته های اتصال بین شعاع ها است.
  • نمایندگان قیف رویکرد متفاوتی دارند. آنها یک قیف درست می کنند و در پایین پنهان می شوند. وقتی قربانی نزدیک می شود، عنکبوت بیرون می پرد و آن را به داخل قیف می کشد.
  • برخی از افراد شبکه ای از رشته های زیگزاگی را تشکیل می دهند. احتمال اینکه قربانی از چنین الگوی خارج نشود بسیار بیشتر است.
  • عنکبوت به نام "بولا" خودش را اذیت نمی کند، فقط یک نخ می بافد که در انتها یک قطره چسب دارد. شکارچی نخی را به سمت قربانی شلیک می کند و آن را محکم می چسباند.
  • معلوم شد که عنکبوتی حیله گر تر است. بین پنجه های خود یک تور کوچک درست می کنند و سپس آن را روی جسم مورد نظر می اندازند.

طرح ها به شرایط زندگی حشرات و گونه های آنها بستگی دارد.

نتیجه

پس از فهمیدن اینکه عنکبوت چگونه یک تار را می بافد، چه ویژگی هایی دارد، تنها چیزی که باقی می ماند این است که این خلقت طبیعت را تحسین کنید و سعی کنید چیزی مشابه ایجاد کنید. زنان صنعتگر از الگوهای ظریف شال های بافتنی الگوبرداری می کنند. آنتن ها و تورهای صید ماهی و حیوانات با استفاده از طرح های مشابه ساخته می شوند. انسان ها هنوز نتوانسته اند این فرآیند را به طور کامل شبیه سازی کنند.

ویدئو: عنکبوت تار می بافد

عنکبوت ها متعلق به قدیمی ترین ساکنان زمین هستند: آثاری از اولین عنکبوت ها در سنگ هایی با قدمت 340 تا 450 میلیون سال یافت شد. عنکبوت ها حدود 200 تا 300 میلیون سال از دایناسورها و بیش از 400 میلیون سال از پستانداران اولیه پیرتر هستند. طبیعت زمان کافی را داشته است تا نه تنها تعداد گونه های عنکبوت را افزایش دهد (حدود 60 هزار گونه شناخته شده است)، بلکه بسیاری از این شکارچیان هشت پا را به وسیله ای شگفت انگیز برای شکار - تار - مجهز کند. الگوی تار می تواند نه تنها در میان گونه های مختلف، بلکه در میان یک عنکبوت در حضور برخی مواد شیمیایی مانند مواد منفجره یا مواد مخدر متفاوت باشد. حتی قرار بود عنکبوت ها به فضا پرتاب شوند تا تأثیر ریزگرانش روی الگوی شبکه را مطالعه کنند. با این حال، ماده ای که وب را تشکیل می دهد بیشترین اسرار را پنهان می کرد.

وب، مانند موهای ما، خز حیوانات و نخ های کرم ابریشم، عمدتاً از پروتئین تشکیل شده است. اما زنجیره های پلی پپتیدی در هر رشته عنکبوت به گونه ای غیرعادی در هم تنیده شده اند که تقریباً قدرت رکوردی به دست آورده اند. یک نخ تولید شده توسط یک عنکبوت به اندازه یک سیم فولادی با قطر برابر است. طنابی که از یک تار بافته شده بود، فقط به ضخامت یک مداد، می توانست یک بولدوزر، یک تانک و حتی یک ایرباس قدرتمند مانند یک بوئینگ 747 را در جای خود نگه دارد. اما چگالی فولاد شش برابر بیشتر از چگالی تار عنکبوت است.

مشخص است که استحکام نخ های ابریشم چقدر است. یک نمونه کلاسیک مشاهده ای است که توسط یک پزشک آریزونا در سال 1881 انجام شد. در مقابل این پزشک، یک تیراندازی رخ داد که در آن یکی از تیراندازان کشته شد. دو گلوله به سینه اصابت کرد و درست رفت. همزمان از پشت هر زخم تکه های دستمال ابریشمی بیرون می زد. گلوله‌ها از میان لباس‌ها، ماهیچه‌ها و استخوان‌ها عبور کردند، اما نتوانستند ابریشم را که سر راهشان قرار گرفته بود پاره کنند.

چرا از سازه های فولادی در فناوری استفاده می شود، نه از سازه های سبک تر و کشسان تر - ساخته شده از موادی شبیه به تار عنکبوت؟ چرا چترهای ابریشمی با همان مواد جایگزین نمی شوند؟ پاسخ ساده است: سعی کنید از نوع موادی بسازید که عنکبوت ها به راحتی هر روز تولید می کنند - کار نمی کند!

دانشمندان کشورهای مختلفدنیا مدت‌هاست که ترکیب شیمیایی شبکه بافندگان هشت پا را مورد مطالعه قرار داده است و امروزه تصویر ساختار آن کم و بیش به طور کامل آشکار شده است. رشته وب دارای یک هسته داخلی پروتئینی به نام فیبروئین است و اطراف این هسته لایه های متحدالمرکزی از نانوالیاف گلیکوپروتئینی است. فیبروئین تقریباً 2/3 جرم تار را تشکیل می دهد (و همچنین فیبر ابریشم طبیعی). این یک مایع چسبناک و شربتی است که در هوا پلیمریزه و سخت می شود.

الیاف گلیکوپروتئین که قطر آنها تنها چند نانومتر است، می توانند به موازات محور رشته فیبروئین قرار گیرند یا مارپیچ هایی را در اطراف نخ تشکیل دهند. گلیکوپروتئین ها - پروتئین های پیچیده ای که حاوی کربوهیدرات هستند و دارای وزن مولکولی از 15000 تا 1000000 آمو هستند - نه تنها در عنکبوت ها، بلکه در تمام بافت های حیوانات، گیاهان و میکروارگانیسم ها (برخی پروتئین های پلاسمای خون، بافت های عضلانی، غشای سلولی و غیره) وجود دارند. .).

در طول تشکیل یک شبکه، الیاف گلیکوپروتئین به دلیل پیوندهای هیدروژنی و همچنین پیوند بین گروه های CO و NH به یکدیگر متصل می شوند و نسبت قابل توجهی از پیوندها در غدد عنکبوتیه عنکبوتیان تشکیل می شود. مولکول‌های گلیکوپروتئین می‌توانند کریستال‌های مایع را با قطعات میله‌ای شکل تشکیل دهند که به موازات یکدیگر قرار می‌گیرند و به ساختار استحکام یک جامد می‌دهند و در عین حال توانایی جریان مانند یک مایع را حفظ می‌کنند.

اجزای اصلی وب ساده ترین اسیدهای آمینه هستند: گلیسین H 2 NCH 2 COOH و آلانین CH 3 CHNH 2 COOH. وب همچنین حاوی مواد معدنی - هیدروژن فسفات پتاسیم و نیترات پتاسیم است. عملکرد آنها به محافظت از شبکه در برابر قارچ ها و باکتری ها و احتمالاً ایجاد شرایط برای تشکیل خود نخ در غدد کاهش می یابد.

ویژگی متمایز وب، سازگاری با محیط زیست آن است. متشکل از موادی است که به راحتی توسط محیط طبیعی جذب می شود و به این محیط آسیبی نمی رساند. از این نظر، وب هیچ مشابهی ندارد که توسط دست انسان ایجاد شده است.

یک عنکبوت می‌تواند تا هفت رشته با ساختار و ویژگی‌های مختلف تولید کند: برخی برای گرفتن "تور"، برخی دیگر برای حرکت خود، برخی دیگر برای سیگنال‌دهی و غیره. تقریباً همه این رشته‌ها می‌توانند کاربرد گسترده‌ای در صنعت و زندگی روزمره پیدا کنند، اگر امکان ایجاد تولید گسترده آنها وجود خواهد داشت. با این حال، به سختی می توان عنکبوت هایی مانند کرم ابریشم را رام کرد یا مزارع منحصر به فرد عنکبوت را سازماندهی کرد: عادات تهاجمی عنکبوت ها و ویژگی های پرورش فردی در شخصیت آنها بعید است که اجازه انجام این کار را بدهد. و برای تولید فقط 1 متر پارچه تار، "کار" بیش از 400 عنکبوت مورد نیاز است.

آیا می توان فرآیندهای شیمیایی را که در بدن عنکبوت ها اتفاق می افتد بازتولید کرد و از مواد طبیعی کپی کرد؟ دانشمندان و مهندسان مدت ها پیش فناوری فیبر کولار - آرامید را توسعه داده اند:

تولید شده در مقیاس صنعتی و نزدیک شدن به خواص تار عنکبوت. الیاف کولار پنج برابر ضعیف تر از تار عنکبوت هستند، اما همچنان آنقدر قوی هستند که برای ساخت جلیقه های ضد گلوله سبک، کلاه های سخت، دستکش ها، طناب ها و غیره استفاده می شود. اما کولار در محلول های اسید سولفوریک داغ تولید می شود، در حالی که عنکبوت ها به دمای منظم نیاز دارند. شیمیدانان هنوز نمی دانند چگونه به چنین شرایطی نزدیک شوند.

با این حال، بیوشیمی دانان به حل مسئله علم مواد نزدیک تر شده اند. ابتدا ژن‌های عنکبوت شناسایی و رمزگشایی شدند و تشکیل رشته‌های یک یا آن ساختار را برنامه‌ریزی کردند. امروزه این مورد در مورد 14 گونه عنکبوت صدق می کند. سپس متخصصان آمریکایی از چندین مرکز تحقیقاتی (هر گروه به طور مستقل) این ژن ها را به باکتری وارد کردند و سعی کردند پروتئین های لازم را در محلول به دست آورند.

دانشمندان شرکت بیوتکنولوژی کانادایی Nexia چنین ژن هایی را به موش ها وارد کردند، سپس به بزها روی آوردند و بزها شروع به تولید شیر با همان پروتئینی کردند که رشته شبکه را تشکیل می دهد. در تابستان 1999، دو جفت کوتوله آفریقایی، پیتر و وبستر، به طور ژنتیکی برنامه ریزی شدند تا بزهایی تولید کنند که شیرشان حاوی این پروتئین است. این نژاد خوب است زیرا فرزندان در سن سه ماهگی بالغ می شوند. این شرکت هنوز در مورد نحوه ساختن نخ از شیر سکوت کرده است، اما قبلاً نام ماده جدیدی را که ایجاد کرده است - "BioSteel" ثبت کرده است. مقاله ای در مورد خواص "بیوستیل" در مجله "Science" ("علم"، 2002، جلد 295، ص 427) منتشر شد.

متخصصان آلمانی از Gatersleben مسیر متفاوتی را در پیش گرفتند: آنها ژن های عنکبوت مانند را به گیاهان - سیب زمینی و تنباکو وارد کردند. آنها موفق شدند تا 2 درصد پروتئین های محلول را در غده های سیب زمینی و برگ های تنباکو به دست آورند که عمدتاً از اسپیدروئین (فیبروئین اصلی عنکبوت ها) تشکیل شده است. انتظار می رود زمانی که مقدار اسپیدروئین تولید شده قابل توجه باشد، ابتدا از آن برای ساخت باندهای پزشکی استفاده شود.

شیر به دست آمده از بزهای اصلاح شده ژنتیکی را به سختی می توان از نظر طعم از شیر طبیعی تشخیص داد. سیب زمینی های اصلاح شده ژنتیکی مشابه سیب زمینی های معمولی هستند: در اصل، آنها را می توان آب پز و سرخ کرد.

نمایندگان راسته عنکبوتیان را می توان در همه جا یافت. اینها شکارچیانی هستند که حشرات را شکار می کنند. آنها طعمه خود را با استفاده از تار می گیرند. این فیبر انعطاف پذیر و بادوام است که مگس ها، زنبورها و پشه ها به آن می چسبند. چگونه یک عنکبوت تار می بافد، سوالی است که اغلب هنگام نگاه کردن به یک تور شکار شگفت انگیز پرسیده می شود.

وب چیست؟

عنکبوت ها به دلیل جثه کوچک و خاص خود یکی از قدیمی ترین ساکنان سیاره زمین هستند ظاهرآنها به اشتباه حشره محسوب می شوند. در واقع اینها نمایندگانی از راسته بندپایان هستند. بدن عنکبوت دارای هشت پا و دو قسمت است:

  • سفالوتوراکس؛
  • شکم

برخلاف حشرات، آنتن ها و گردنی ندارند که سر را از سینه جدا می کند. شکم عنکبوت نوعی کارخانه تولید تار عنکبوت است. حاوی غدد است که ترشحی متشکل از پروتئین غنی شده با آلانین که قدرت می دهد و گلیسین که مسئول خاصیت ارتجاعی است تولید می کند. طبق فرمول شیمیایی، تار عنکبوت به ابریشم حشرات نزدیک است. در داخل غدد، ترشح مایع است، اما وقتی در معرض هوا قرار می گیرد سفت می شود.

اطلاعات. ابریشم کرم ابریشم و تار عنکبوت ترکیب مشابهی دارد - 50٪ پروتئین فیبروئین است. دانشمندان دریافته اند که نخ عنکبوت بسیار قوی تر از ترشح کاترپیلار است. این به دلیل ویژگی تشکیل فیبر است

تار عنکبوت از کجا می آید؟

بر روی شکم بندپایان رشدهایی وجود دارد - زگیل عنکبوتیه. در قسمت بالایی آنها، کانال های غدد عنکبوتیه باز می شوند و رشته هایی را تشکیل می دهند. 6 نوع غده وجود دارد که ابریشم را برای اهداف مختلف (حرکت، پایین آوردن، درگیر کردن طعمه، نگهداری تخم ها) تولید می کنند. در یک گونه، همه این اندام ها به طور همزمان ایجاد نمی شوند.

بر روی سطح زگیل تا 500 لوله چرخان وجود دارد که ترشح پروتئین را تامین می کند. عنکبوت تار خود را به صورت زیر می چرخاند:

  • زگیل عنکبوتی بر روی پایه (درخت، چمن، دیوار و غیره) فشار داده می شود.
  • مقدار کمی پروتئین به محل انتخاب شده می چسبد.
  • عنکبوت دور می شود و نخ را با پاهای عقب خود می کشد.
  • برای کار اصلی از پایه های جلویی بلند و انعطاف پذیر استفاده می شود که با کمک آنها یک قاب از نخ های خشک ایجاد می شود.
  • مرحله نهایی ساخت شبکه، تشکیل مارپیچ های چسبنده است.

به لطف مشاهدات دانشمندان، مشخص شد که تار عنکبوت از کجا می آید. این زگیل توسط زگیل های متحرک جفت روی شکم ایجاد می شود.

حقیقت جالب. تار بسیار سبک است.

نحوه ساخت تور ماهیگیری

باد بهترین دستیار عنکبوت در ساخت و ساز است. تحویل نخ نازکاز زگیل، عنکبوتیه آن را در معرض جریان هوا قرار می دهد که ابریشم یخ زده را در فاصله قابل توجهی حمل می کند. این روش مخفی است که یک عنکبوت تار بین درختان می بافد. تار به راحتی به شاخه های درخت می چسبد و با استفاده از آن به عنوان طناب، عنکبوتی از جایی به مکان دیگر حرکت می کند.

الگوی خاصی را می توان در ساختار وب ردیابی کرد. اساس آن یک قاب از نخ های قوی و ضخیم است که به شکل پرتوهایی که از یک نقطه منحرف می شوند مرتب شده اند. با شروع از قسمت بیرونی، عنکبوت دایره هایی ایجاد می کند و به تدریج به سمت مرکز حرکت می کند. شگفت انگیز است که بدون هیچ تجهیزاتی فاصله یکسانی را بین هر دایره حفظ می کند. این قسمت از الیاف چسبنده است و جایی است که حشرات در آن گیر می کنند.

حقیقت جالب. عنکبوت تار خودش را می خورد. دانشمندان دو توضیح برای این واقعیت ارائه می دهند - به این ترتیب، از دست دادن پروتئین در طول تعمیر تور ماهیگیری دوباره پر می شود، یا عنکبوت به سادگی آب آویزان شده بر روی نخ های ابریشمی را می نوشد.

پیچیدگی الگوی وب به نوع عنکبوتی بستگی دارد. بندپایان پایین تر شبکه های ساده ای می سازند، در حالی که بندپایان بالاتر الگوهای هندسی پیچیده ای می سازند. تخمین زده می شود که تله ای با 39 شعاع و 39 مارپیچ می سازد. علاوه بر رزوه های شعاعی صاف، مارپیچ های کمکی و گیره دار، رشته های سیگنال نیز وجود دارد. این عناصر ارتعاشات طعمه صید شده را گرفته و به شکارچی منتقل می کنند. اگر جسم خارجی (شاخه، برگ) برخورد کرد، صاحب کوچک آن را جدا می کند و دور می اندازد، سپس توری را باز می گرداند.

عنکبوتیان بزرگ درختی تله هایی با قطر تا 1 متر می کشند نه تنها حشرات، بلکه پرندگان کوچک نیز به داخل آنها می افتند.

عنکبوت چقدر طول می کشد تا یک تار ببافد؟

یک شکارچی از نیم ساعت تا 2-3 ساعت برای ایجاد یک تله روباز برای حشرات وقت می گذارد. زمان کارکرد آن به شرایط آب و هوایی و اندازه برنامه ریزی شده شبکه بستگی دارد. برخی از گونه ها روزانه نخ های ابریشم می بافند و این کار را در صبح یا عصر انجام می دهند که بستگی به سبک زندگی آنها دارد. یکی از عواملی که تعیین می کند عنکبوت چقدر طول می کشد تا یک تار ببافد، نوع آن است - مسطح یا حجیم. مسطح نسخه آشنای رزوه ها و مارپیچ های شعاعی است و نوع حجمی تله ای است که از توده ای از الیاف ساخته شده است.

هدف وب

تورهای ظریف فقط تله حشرات نیستند. نقش وب در زندگی عنکبوتیان بسیار گسترده تر است.

شکار گرفتن

همه عنکبوت ها شکارچی هستند و طعمه خود را با سم می کشند. علاوه بر این، برخی از افراد ساختار شکننده ای دارند و می توانند قربانی حشرات، به عنوان مثال، زنبورها شوند. برای شکار به پناهگاه و تله نیاز دارند. الیاف چسبنده این عملکرد را انجام می دهند. آنها طعمه ای را که در تور گرفتار شده است در پیله ای از نخ ها در هم می بندند و آن را رها می کنند تا آنزیم تزریق شده آن را به حالت مایع در آورد.

الیاف ابریشم عنکبوتی نازکتر از موی انسان است، اما استحکام کششی خاص آنها با سیم فولادی قابل مقایسه است.

تولید مثل

در طول دوره جفت گیری، نرها نخ های خود را به تار ماده می چسبانند. آنها با ضربه زدن ریتمیک به الیاف ابریشم، مقاصد خود را به شریک بالقوه منتقل می کنند. ماده ای که خواستگاری می کند برای جفت گیری به قلمرو نر فرود می آید. در برخی از گونه ها، ماده جستجو برای شریک زندگی را آغاز می کند. او یک رشته با فرمون ترشح می کند که به لطف آن عنکبوت او را پیدا می کند.

خانه برای آیندگان

پیله برای تخم مرغ از ترشحات عنکبوت ابریشم بافته می شود. تعداد آنها بسته به نوع بندپایان 2-1000 قطعه است. ماده ها کیسه های وب را با تخم ها در مکانی امن آویزان می کنند. پوسته پیله کاملاً قوی است، از چندین لایه تشکیل شده و با ترشح مایع آغشته شده است.

عنکبوتیان در گودال خود تارهایی به دور دیوارها می بافند. این به ایجاد یک میکرو اقلیم مطلوب کمک می کند و به عنوان محافظت از آب و هوای بد و دشمنان طبیعی عمل می کند.

در حال حرکت

یکی از پاسخ هایی که به چرایی تار بافتن عنکبوت می پردازد این است که از نخ ها به عنوان وسیله نقلیه استفاده می کند. برای حرکت بین درختان و بوته ها، درک سریع و سقوط، به الیاف قوی نیاز دارد. عنکبوت ها برای پرواز در مسافت های طولانی به ارتفاعات مرتفع صعود می کنند، شبکه ای را که به سرعت سخت می شود آزاد می کنند و سپس با وزش باد چندین کیلومتر دور می شوند. اغلب، سفرها در روزهای گرم و صاف تابستان هند انجام می شود.

چرا عنکبوت به تار خود نمی چسبد؟

عنکبوت برای جلوگیری از افتادن در دام خودش، چندین نخ خشک برای حرکت ایجاد می کند. من راهم را به خوبی از پیچیدگی تورها می شناسم و او با خیال راحت به طعمه گیر کرده نزدیک می شود. معمولاً یک منطقه امن در مرکز تور ماهیگیری باقی می ماند، جایی که شکارچی منتظر طعمه می ماند.

علاقه دانشمندان به تعامل عنکبوتیان با تله های شکار آنها بیش از 100 سال پیش آغاز شد. در ابتدا پیشنهاد شد که روی پنجه های آنها روان کننده خاصی وجود دارد که از چسبیدن آنها جلوگیری می کند. هیچ تاییدی برای این نظریه پیدا نشد. فیلمبرداری با دوربین مخصوص از حرکت پاهای عنکبوت در امتداد فیبرهای ترشح یخ زده توضیحی برای مکانیسم تماس ارائه داد.

عنکبوت به سه دلیل به تار خود نمی چسبد:

  • بسیاری از موهای الاستیک روی پاهای آن ناحیه تماس با مارپیچ چسبنده را کاهش می دهد.
  • نوک پاهای عنکبوت با مایع روغنی پوشیده شده است.
  • حرکت به روش خاصی رخ می دهد.

راز ساختار پاها که به عنکبوتیان کمک می کند از چسبیدن آنها جلوگیری کند چیست؟ روی هر پای عنکبوت دو پنجه نگهدارنده وجود دارد که با آن به سطح می چسبد و یک پنجه انعطاف پذیر. همانطور که حرکت می کند، نخ ها را به موهای انعطاف پذیر روی پا فشار می دهد. هنگامی که عنکبوت پای خود را بالا می برد، پنجه صاف می شود و موها تار را از بین می برند.

توضیح دیگر عدم تماس مستقیم پای عنکبوتیه و قطرات چسبنده است. آنها روی موهای پا می ریزند و سپس به راحتی روی نخ جریان می یابند. هر نظری که جانورشناسان در نظر بگیرند، این واقعیت بدون تغییر باقی می‌ماند که عنکبوت‌ها اسیر تله‌های چسبناک خودشان نمی‌شوند.

عنکبوتیان دیگر مانند کنه و شبه عقرب نیز می توانند تار ببافند. اما شبکه های آنها را نمی توان از نظر قدرت و بافندگی ماهرانه با آثار استادان واقعی - عنکبوت ها مقایسه کرد. علم مدرنهنوز قادر به بازتولید وب با استفاده از روش مصنوعی نیست. فناوری ساخت ابریشم عنکبوت همچنان یکی از رازهای طبیعت است.