Hodváb pavúk je jednou z najzázračnejších prírodných látok na Zemi. Väčšina stavebných materiálov je buď pevná alebo elastická, ale hodváb pavúk je oboje. Bola opísaná ako silnejšia ako oceľ (čo nie je úplne presné, ale blízko), nepreniknuteľnejšie ako Kevlara pružnejšie ako nylon. Odoláva veľkému namáhaniu pred zlomením, čo je samotná definícia tvrdého materiálu. Spider hodváb tiež vedie teplo a je známe, že má antibiotické vlastnosti.
Všetci pavúky vyrábajú hodváb
Všetci pavúky vyrábajú hodváb z tých najmenších skákajúci pavúk k najväčšiemu Tarantula. Pavúk má na konci brucha špeciálne štruktúry zvané spinnerety. Pravdepodobne ste sledovali pavúka, ktorý zostavuje web, alebo sa vlieva z hodvábneho vlákna. Pavúk používa svoje zadné nohy, aby postupne vytiahol prameň hodvábu z jeho zvlákňovacích trysiek.
Spider Silk je vyrobený z bielkovín
Ale čo je to pavučina, presne? Hodváb pavúk je vláknina bielkoviny, ktorú vytvára žľaza v bruchu pavúka. Žľaza ukladá hodvábny proteín v tekutej forme, čo nie je zvlášť užitočné pre budovanie štruktúr, ako sú pásy. Keď pavúk potrebuje hodváb, skvapalnený proteín prechádza kanálom, kde dostane kyslý kúpeľ. Ako
pH bielkoviny hodvábu je znížená (keď je okyslená), mení štruktúru. Pohyb vyťahovania hodvábu z zvlákňovacích trysiek vyvoláva napätie na látke, čo jej pomáha stvrdnúť do tuhej látky, keď sa objaví.Štruktúrne je hodváb zložený z vrstiev amorfných a kryštalických proteínov. Tvrdšie proteínové kryštály dodávajú hodvábu jeho pevnosť, zatiaľ čo mäkší, beztvarý proteín poskytuje elasticitu. Proteín sa vyskytuje v prírode polymér (v tomto prípade reťazec aminokyseliny). Hodváb, keratín a kolagén sú všetky tvorené proteínom.
Pavúky často recyklujú cenné hodvábne bielkoviny tým, že jedia svoje siete. Vedci označili hodvábne proteíny pomocou rádioaktívnych markerov a preskúmali nové hodváb, aby určili, ako efektívne pavúky znovu spracujú hodváb. Je pozoruhodné, že našli pavúky, ktoré dokážu konzumovať a znovu použiť hodvábne proteíny za 30 minút. To je úžasný systém recyklácie!
Tento všestranný materiál by mohol mať neobmedzené uplatnenie, ale zber hodvábneho pavúka nie je vo veľkom meradle veľmi praktický. Výroba syntetického materiálu s vlastnosťami pavučinového hodvábu je už dlho svätým grálom vedeckého výskumu.
8 spôsobov, ako pavúky používajú hodváb
Vedci študovali pavučinový hodváb po stáročia a dozvedeli sa trochu o tom, ako sa vyrába a používa. Niektorí pavúky môžu skutočne vyrábať 6 alebo 7 druhov hodvábu pomocou rôznych hodvábnych žliaz. Keď pavúk prepletie hodvábnu niť, môže kombinovať tieto rôzne druhy hodvábu a vytvárať tak špeciálne vlákna na rôzne účely. Niekedy pavúk potrebuje lepivú hodvábnu vetvu a inokedy silnejšiu.
Ako si viete predstaviť, pavúky dobre využívajú svoje zručnosti na výrobu hodvábu. Keď myslíme na to, že pavúky točia hodváb, zvyčajne si myslíme, že vytvárajú pavučiny. Pavúky však používajú hodváb na mnohé účely.
1. Pavúky používajú na chytanie koristi Hodváb
Najznámejšie použitie hodvábu pavúkmi je na vytváranie sietí, ktoré používajú na zachytenie koristi. Niektorí pavúky, ako tkané gule, zostavte kruhové pásy s lepivými niťami, ktoré zachytia lietajúci hmyz. Pavučiny z peňaženky používajú inovatívny dizajn. Roztočia zvislú hodvábnu trubicu a schovajú sa v nej. Keď hmyz pristane na vonkajšej strane trubice, pavučina z kabelky prereže hodváb a vtiahne hmyz dovnútra. Väčšina pavúkov s tkaním na webe má slabý zrak, takže cítia korisť na webe citom na vibrácie, ktoré prechádzajú cez hodvábne pramene. Nedávna štúdia ukázala, že pavučina môže vibrovať pri širokom rozsahu frekvenciíumožňujúc pavúkovi vnímať pohyby „tak malé ako sto nanometrov - 1/100 šírky ľudských vlasov“.
Ale to nie je jediný spôsob, ako pavúky používajú hodváb na chytanie jedla. Napríklad pavúk pavúk točí druh rybárskej vlasce z hodvábu - dlhá niť s lepivou guličkou na konci. Keď okolo prechádza hmyz, pavúk pavúka otočí šnúru po koristi a zatiahne ju za úlovok. Pavúky sieťového liatia točia malý pásik v tvare malej siete a držia ho medzi nohami. Keď sa priblíži hmyz, pavúk hodí svoju hodvábnu sieť a zmocní sa koristi.
2. Spiders User Silk to Subdue Prey
Niektorí pavúky, ako pavučiny pavučiny, použite hodváb na úplné potlačenie svojej koristi. Už ste niekedy sledovali, ako pavúk chytí muchy alebo mory a rýchlo ich zabalí do hodvábu ako múmia? Pavučiny pavúkov majú na nohách špeciálne súpravy, ktoré im umožňujú pevne navíjať lepkavé hodváb okolo bojujúceho hmyzu.
3. Pavúky používajú na cestovanie hodváb
Každý, kto čítal Web Charlotty ako dieťa bude oboznámené s týmto správaním pavúkov, ktoré sa nazýva balóniky. Mladé pavúky (nazývané pavúky) sa rozptýlia krátko po tom, ako sa vynorili z ich vaječného vaku. U niektorých druhov bude pavúk stúpať na exponovaný povrch, zdvihnúť jeho brucho a hodiť hodvábnu niť do vetra. Keď sa prúd vzduchu tlačí na hodvábny prameň, pavúky sa stávajú vzduchom a môžu sa prenášať na míle ďaleko.
4. Pavúky používajú Hodváb, aby sa zabránilo pádu
Kto nebol prekvapený pavúkom, ktorý náhle zostúpil na hodvábnu niť? Pavúky zvyčajne opúšťajú stopu hodvábnej línie, známej ako dragline, keď skúmajú oblasť. Hodvábna bezpečnostná šnúra pomáha pavúkovi, aby nespadol bez kontroly. Pavúky tiež používajú dragline k zostupu kontrolovaným spôsobom. Ak pavúk nájde problémy nižšie, môže rýchlo vystúpiť z linky do bezpečia.
5. Pavúky používajú Hodváb, aby sa nestratili
Pavúky môžu tiež použiť dragline nájsť cestu domov. Ak pavúk putuje príliš ďaleko od ústupu alebo nory, môže sledovať hodvábnu líniu späť k svojmu domovu.
6. Pavúky používajú Hodváb na úkryt
Mnoho pavúkov používa hodváb na výstavbu alebo posilnenie prístrešia alebo ústupu. oba Tarantula a vlk pavúky kopať nory do zeme a lemovať svoje domovy hodvábom. Niektorí pavúky vytvárajúci web konštruujú špeciálne ústupy v rámci svojich webov alebo v ich blízkosti. Napríklad pavúky tkania lievikov na jednej strane svojich rún roztočia ústup kužeľa v tvare kužeľa, kde môžu zostať ukryté pred korisťou a predátormi.
7. Pavúky používajú Silk to Mate
Pred párením musí mužský pavúk pripraviť a pripraviť svoje spermie. Samci pavúkov točia hodváb a vytvárajú malé spermií, len na tento účel. Prenesie spermie zo svojho genitálneho otvoru na špeciálnu webovú stránku a potom spermie vyzdvihne pomocou pedipalu. So svojimi spermiami bezpečne uloženými v pedipalpoch môže hľadať receptívnu samicu.
8. Pavúky používajú Hodváb na ochranu svojich potomkov
Samice pavúkov produkujú zvlášť tvrdé hodváb na výrobu vaječných vakov. Potom uloží svoje vajcia do vaku, kde budú chránené pred počasím a možnými predátormi vyvíjať sa a liahnúť do malých pavúkov. Väčšina pavúkov pripevňuje vaječný vak na povrch, často blízko svojho webu. Vlci pavúky nemajú šancu a nosia vaječný vak okolo, kým sa objaví potomok.
zdroj:
- Úvod do štúdia hmyzu Borrorom a Delongom, 7. vydanie, Charles A. Triplehorn a Norman F. Johnson.
- Encyklopédia entomológie, 2. vydanie, editoval John L. Capinera.
- Vedci ASU rozlúštia tajomstvá hodvábneho pavúka, Arizonská štátna univerzita, 27. januára 2013.
- Iowa State inžinier zistí, že hodváb pavúk vedie teplo aj kovy, Štátna univerzita v Iowe, 5. marca 2012.
- Zníženie pH reguluje produkciu hodvábu pavúka, Švédska univerzita poľnohospodárskych vied, 12. mája 2010.
- Výskumník Stanfordu vrhá nové svetlo na tajomstvá pavúka hodvábu, Stanfordská univerzita, 4. februára 2013.
- Bugs Rule! Úvod do sveta hmyzu, v zastúpení: Whitney Cranshaw a Richard Redak.
- Spiders, Smithsonianské národné múzeum prírodnej histórie.
- Pavúky počúvajú ich weby, Carrie Arnold, webová stránka National Geographic, 5. júna 2014.
- Sieťoví pavúci, Webová stránka Austrálskeho múzea.
- Pavúky Purseweb, Web University of Kentucky Entomology.