ความลึกลับของเว็บ ใยมีความสำคัญต่อชีวิตแมงมุมอย่างไร? แมงมุมใช้ใยอย่างไร?

ใครๆ ก็สามารถปัดใยแมงมุมที่ห้อยอยู่ระหว่างกิ่งก้านของต้นไม้หรือใต้เพดานตรงมุมห้องออกไปได้อย่างง่ายดาย แต่มีน้อยคนที่รู้ว่าหากใยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ก็สามารถรับน้ำหนักได้ประมาณ 200 กก. ลวดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันสามารถทนต่อน้ำหนักได้น้อยกว่ามาก: 30–100 กก. ขึ้นอยู่กับประเภทของเหล็ก เหตุใดเว็บจึงมีคุณสมบัติพิเศษเช่นนี้

สไปเดอร์บางตัวปั่นด้ายได้ถึงเจ็ดประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็มีจุดประสงค์ของตัวเอง ด้ายสามารถนำมาใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการจับเหยื่อเท่านั้น แต่ยังสำหรับการสร้างรังไหมและการกระโดดร่ม (โดยการลอยตัวในสายลมแมงมุมสามารถหลบหนีจากการคุกคามอย่างกะทันหันและแมงมุมรุ่นเยาว์ก็แพร่กระจายไปยังดินแดนใหม่ด้วยวิธีนี้) เว็บแต่ละประเภทผลิตโดยต่อมพิเศษ

ใยที่ใช้จับเหยื่อประกอบด้วยเส้นด้ายหลายประเภท (รูปที่ 1): โครง รัศมี ตัวจับ และอุปกรณ์เสริม ความสนใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของนักวิทยาศาสตร์คือด้ายแบบเฟรม: มีทั้งความแข็งแรงสูงและความยืดหยุ่นสูง - การผสมผสานคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์นี้เข้าด้วยกัน แรงดึงสูงสุดของเกลียวโครงของสไปเดอร์ อาราเนอุส ไดอาเดมาทัสคือ 1.1–2.7 สำหรับการเปรียบเทียบ: ความต้านทานแรงดึงของเหล็กคือ 0.4–1.5 GPa และเส้นผมของมนุษย์คือ 0.25 GPa ในเวลาเดียวกัน เกลียวเฟรมสามารถยืดได้ 30–35% และโลหะส่วนใหญ่สามารถทนต่อการเสียรูปได้ไม่เกิน 10–20%

ลองจินตนาการถึงแมลงบินที่โดนใยที่ทอดยาว ในกรณีนี้ ด้ายของใยจะต้องยืดออกเพื่อให้พลังงานจลน์ของแมลงบินถูกแปลงเป็นความร้อน หากใยเก็บพลังงานที่ได้รับไว้ในรูปแบบของพลังงานการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น แมลงก็จะกระเด้งออกจากใยเหมือนจากแทรมโพลีน คุณสมบัติที่สำคัญของผืนผ้าคือสามารถปล่อยความร้อนจำนวนมากออกมาในระหว่างการยืดออกอย่างรวดเร็วและการหดตัวตามมา: พลังงานที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยปริมาตรมากกว่า 150 MJ/m 3 (เหล็กจะปล่อย 6 MJ/m 3) ช่วยให้ใยกระจายพลังงานกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพ และไม่ยืดออกมากเกินไปเมื่อจับเหยื่อได้ ใยแมงมุมหรือโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันอาจเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการสร้างเสื้อเกราะน้ำหนักเบา

ในการแพทย์พื้นบ้านมีสูตรดังกล่าว: เพื่อหยุดเลือดคุณสามารถใช้ใยแมงมุมกับบาดแผลหรือรอยถลอกเพื่อกำจัดแมลงและกิ่งเล็ก ๆ ที่ติดอยู่อย่างระมัดระวัง ปรากฎว่าใยแมงมุมมีผลห้ามเลือดและเร่งการรักษาผิวหนังที่เสียหาย ศัลยแพทย์และนักปลูกถ่ายอวัยวะสามารถใช้เป็นวัสดุในการเย็บ เสริมความแข็งแรงของรากฟันเทียม หรือแม้แต่เป็นช่องว่างสำหรับอวัยวะเทียม การใช้ใยแมงมุมทำให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุหลายชนิดที่ใช้ในการแพทย์ในปัจจุบันได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

ดังนั้นใยแมงมุมจึงเป็นวัสดุที่แปลกและมีแนวโน้มมาก กลไกระดับโมเลกุลใดบ้างที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติพิเศษของมัน?

เราคุ้นเคยกับความจริงที่ว่าโมเลกุลเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ตาม ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป โพลีเมอร์มีอยู่ทั่วไปรอบตัวเรา ซึ่งมีโมเลกุลยาวซึ่งประกอบด้วยหน่วยที่เหมือนกันหรือคล้ายกัน ทุกคนรู้ดีว่าข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตถูกบันทึกไว้ในโมเลกุลดีเอ็นเอขนาดยาว ทุกคนถือถุงพลาสติกในมือซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลโพลีเอทิลีนที่พันกันเป็นเส้นยาว โมเลกุลโพลีเมอร์อาจมีขนาดมหาศาล

ตัวอย่างเช่น มวลของโมเลกุล DNA ของมนุษย์หนึ่งโมเลกุลมีค่าประมาณ 1.9·10 12 amu (อย่างไรก็ตาม ซึ่งมากกว่ามวลของโมเลกุลน้ำประมาณหนึ่งแสนล้านเท่า) ความยาวของแต่ละโมเลกุลคือหลายเซนติเมตร และความยาวรวมของโมเลกุล DNA ของมนุษย์ทั้งหมดอยู่ที่ 10,11 กม.

โพลีเมอร์ธรรมชาติประเภทที่สำคัญที่สุดคือโปรตีนซึ่งประกอบด้วยหน่วยที่เรียกว่ากรดอะมิโน โปรตีนต่างๆ ทำหน้าที่ที่แตกต่างกันอย่างมากในสิ่งมีชีวิต เช่น ควบคุมปฏิกิริยาเคมี ใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง สำหรับการป้องกัน ฯลฯ

ด้ายนั่งร้านของเว็บประกอบด้วยโปรตีนสองตัวซึ่งเรียกว่าสไปโดรอิน 1 และ 2 (จากภาษาอังกฤษ แมงมุม- แมงมุม) สไปดรอยเป็นโมเลกุลยาวที่มีมวลตั้งแต่ 120,000 ถึง 720,000 อามู ลำดับกรดอะมิโนของสไปโดรอินอาจแตกต่างกันไปในแต่ละสไปเดอร์ แต่สไปโดรอินทั้งหมดมีลักษณะที่เหมือนกัน หากคุณยืดโมเลกุลสไปโดรอินยาว ๆ ออกมาเป็นเส้นตรงในใจแล้วดูลำดับของกรดอะมิโนปรากฎว่ามันประกอบด้วยส่วนที่ซ้ำกันซึ่งคล้ายกัน (รูปที่ 2) บริเวณสองประเภทสลับกันในโมเลกุล: ค่อนข้างชอบน้ำ (บริเวณที่เอื้อต่อการสัมผัสกับโมเลกุลของน้ำ) และค่อนข้างไม่ชอบน้ำ (บริเวณที่หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับน้ำ) ที่ปลายแต่ละโมเลกุลจะมีบริเวณที่ชอบน้ำแบบไม่เกิดซ้ำสองบริเวณ และบริเวณที่ไม่ชอบน้ำประกอบด้วยกรดอะมิโนที่เรียกว่าอะลานีนซ้ำหลายครั้ง

โมเลกุลขนาดยาว (เช่น โปรตีน ดีเอ็นเอ โพลีเมอร์สังเคราะห์) อาจถูกมองว่าเป็นเชือกที่พันกันและยับยู่ยี่ การยืดออกไม่ใช่เรื่องยาก เพราะห่วงภายในโมเลกุลสามารถยืดออกได้ ต้องใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย โพลีเมอร์บางชนิด (เช่น ยาง) สามารถยืดได้ถึง 500% ของความยาวเดิม ดังนั้นความสามารถของใยแมงมุม (วัสดุที่ทำจากโมเลกุลยาว) ในการเปลี่ยนรูปมากกว่าโลหะจึงไม่น่าแปลกใจ

ความแรงของเว็บมาจากไหน?

เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ สิ่งสำคัญคือต้องปฏิบัติตามกระบวนการสร้างเส้นด้าย ภายในต่อมแมงมุม spidroins จะสะสมในรูปของสารละลายเข้มข้น เมื่อเส้นใยถูกสร้างขึ้น สารละลายนี้จะปล่อยต่อมผ่านช่องแคบ ซึ่งจะช่วยยืดโมเลกุลและปรับทิศทางไปตามทิศทางของการยืด และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกี่ยวข้องทำให้โมเลกุลเกาะติดกัน ชิ้นส่วนของโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะลานีนรวมตัวกันและสร้างโครงสร้างที่เป็นระเบียบคล้ายกับคริสตัล (รูปที่ 3) ภายในโครงสร้างดังกล่าว ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกวางขนานกันและเชื่อมโยงถึงกันด้วยพันธะไฮโดรเจน พื้นที่เหล่านี้เชื่อมต่อกันซึ่งทำให้เกิดความแข็งแรงของเส้นใย ขนาดโดยทั่วไปของบริเวณโมเลกุลที่อัดแน่นเช่นนี้คือหลายนาโนเมตร พื้นที่ที่ชอบน้ำที่อยู่รอบตัวพวกมันจะถูกขดแบบสุ่มคล้ายกับเชือกที่ยับยู่ยี่ซึ่งสามารถยืดออกได้และทำให้เว็บยืดออกได้

วัสดุคอมโพสิตหลายชนิด เช่น พลาสติกเสริมแรง ถูกสร้างขึ้นบนหลักการเดียวกันกับด้ายนั่งร้าน: ในเมทริกซ์ที่ค่อนข้างอ่อนและยืดหยุ่น ซึ่งช่วยให้เปลี่ยนรูปได้ มีพื้นที่แข็งเล็กๆ ที่ทำให้วัสดุแข็งแรง แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจะทำงานร่วมกับระบบที่คล้ายกันมาเป็นเวลานานแล้ว แต่วัสดุคอมโพสิตที่มนุษย์สร้างขึ้นเป็นเพียงการเริ่มต้นเข้าใกล้ใยแมงมุมในคุณสมบัติของมันเท่านั้น

ที่น่าสนใจคือเมื่อใยเปียก มันจะหดตัวอย่างมาก (ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการหดตัวยิ่งยวด) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลของน้ำทะลุผ่านเส้นใยและทำให้บริเวณที่ชอบน้ำที่ไม่เป็นระเบียบเคลื่อนที่ได้มากขึ้น หากใยยืดและหย่อนคล้อยเนื่องจากแมลงในวันที่ชื้นหรือมีฝนตกก็จะหดตัวและในเวลาเดียวกันก็คืนรูปร่างกลับคืนมา

ให้เราทราบถึงคุณสมบัติที่น่าสนใจของการก่อตัวของเธรดด้วย แมงมุมจะขยายใยออกภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักของมันเอง แต่ใยที่ได้ (เส้นผ่านศูนย์กลางเกลียวประมาณ 1–10 ไมโครเมตร) มักจะสามารถรองรับมวลได้หกเท่าของตัวแมงมุมเอง หากคุณเพิ่มน้ำหนักของแมงมุมด้วยการหมุนด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยง มันจะเริ่มหลั่งใยที่หนาขึ้นและทนทานมากขึ้น แต่มีความแข็งน้อยลง

เมื่อพูดถึงการใช้ใยแมงมุม คำถามเกิดขึ้นว่าจะได้ใยแมงมุมในปริมาณทางอุตสาหกรรมได้อย่างไร มีสถานที่จัดวางในโลกสำหรับแมงมุม "รีดนม" ซึ่งดึงด้ายออกแล้วพันด้วยแกนพิเศษ อย่างไรก็ตามวิธีนี้ไม่ได้ผล: ในการสะสมเว็บ 500 กรัม จำเป็นต้องมีสไปเดอร์ขนาดกลาง 27,000 ตัว และที่นี่วิศวกรรมชีวภาพมาช่วยเหลือนักวิจัย เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถแนะนำยีนที่เข้ารหัสโปรตีนใยแมงมุมในสิ่งมีชีวิตต่างๆ เช่น แบคทีเรียหรือยีสต์ สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมเหล่านี้กลายเป็นแหล่งที่มาของใยสังเคราะห์ โปรตีนที่ผลิตโดยพันธุวิศวกรรมเรียกว่ารีคอมบิแนนท์ โปรดทราบว่าโดยปกติแล้วสปิโดรอินชนิดรีคอมบิแนนท์จะมีขนาดเล็กกว่าธรรมชาติมาก แต่โครงสร้างของโมเลกุล (บริเวณที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำสลับกัน) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

มีความมั่นใจว่าใยสังเคราะห์จะไม่ด้อยกว่าคุณสมบัติของใยธรรมชาติ และจะพบว่าการใช้งานจริงเป็นวัสดุที่ทนทานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ในรัสเซีย กลุ่มวิทยาศาสตร์หลายกลุ่มจากสถาบันต่างๆ กำลังร่วมกันศึกษาคุณสมบัติของเว็บ การผลิตใยแมงมุมรีคอมบิแนนท์ดำเนินการที่สถาบันวิจัยพันธุศาสตร์และการคัดเลือกจุลินทรีย์อุตสาหกรรมแห่งรัฐ ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของโปรตีนที่ภาควิชาวิศวกรรมชีวภาพคณะชีววิทยามหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก M.V. Lomonosov ผลิตภัณฑ์จากโปรตีนใยแมงมุมถูกสร้างขึ้นที่สถาบันเคมีชีวภาพของ Russian Academy of Sciences และการใช้งานทางการแพทย์ได้รับการศึกษาที่สถาบัน Transplantology และอวัยวะเทียม

คนส่วนใหญ่ไม่ชอบหรือกลัวแมงมุมด้วยซ้ำ พวกเขาไม่ได้รักษาใยแมงมุมได้ดีไปกว่านี้แล้ว ซึ่งเป็นกับดักที่มีประสิทธิภาพสำหรับแมงมุมจับเหยื่อ ในขณะเดียวกัน เว็บก็เป็นหนึ่งในการสร้างสรรค์จากธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบที่สุด ซึ่งโดดเด่นด้วยคุณสมบัติที่น่าทึ่งหลายประการ

เริ่มแรกเว็บจะถูกจัดเก็บในรูปของเหลว

ภายในแมงมุมนั้น เว็บจะถูกเก็บไว้ในรูปของเหลวและเป็นโปรตีนที่มีไกลซีน ซีรีน และอะลานีนในปริมาณสูง เมื่อของเหลวถูกปล่อยผ่านท่อที่หมุนอยู่ จะแข็งตัวและกลายเป็นใยทันที

ไม่ใช่ทุกเว็บจะเหนียว

เส้นใยเรเดียลของใยซึ่งแมงมุมมักจะเคลื่อนที่ภายในกับดักนั้นไม่มีสารยึดเกาะ ด้ายดักจับ - บางกว่าและเบากว่า - จัดเรียงเป็นวงแหวนและปิดด้วยหยดสารยึดเกาะขนาดเล็ก สำหรับพวกเขาแล้วเหยื่อที่ไม่ตั้งใจของแมงมุมก็ติดอยู่

แต่แม้ว่าด้วยเหตุผลบางอย่างแมงมุมจะถูกบังคับให้เปลี่ยนจากด้ายเรเดียลไปเป็นวงแหวน แต่มันก็ยังคงไม่ติด: มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับขนที่ปกคลุมขาของสัตว์ขาปล้อง เมื่อแมงมุมเหยียบด้ายด้วยอุ้งเท้า ขนจะรวบรวมหยดเหนียวๆ ทั้งหมด หลังจากที่แมงมุมยกขาขึ้นแล้ว หยดจากขนก็ไหลเข้าสู่ใยแมงมุมอีกครั้ง

ความแรงของใยได้รับผลกระทบจากแสง อุณหภูมิ และความชื้น

กาวที่ยึดเส้นใยของใยเข้าด้วยกันจะเปลี่ยนความเหนียวขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ เป็นที่ยอมรับกันว่าการเก็บเว็บไว้ในที่แห้งและร้อนจะช่วยลดความแข็งแรง แสงแดดโดยตรงจะทำให้การเชื่อมต่อระหว่างด้ายอ่อนลง และทำให้ใยมีความแข็งแรงน้อยลง

แมงมุมใช้ใยมากกว่าแค่จับเหยื่อ

แมงมุมใช้ใยเป็นมากกว่าการสร้างกับดักที่ยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น บางชนิดใช้ใยสำหรับเล่นเกมผสมพันธุ์ - ตัวเมียจะปล่อยด้ายยาวไว้เพื่อให้ตัวผู้ผ่านสามารถบรรลุเป้าหมายที่ต้องการได้

แมงมุมมักจะสานใยรอบๆ โพรงของมัน บาง​คน​ใช้​ด้าย​เป็น​เชือก​เพื่อ​ปีน​ลง. หากแมงมุมอาศัยอยู่บนที่สูง มันจะสามารถขึงด้ายนิรภัยหลายๆ เส้นไว้ใต้ที่กำบังของมัน เพื่อว่าถ้ามันตกลงมา มันก็จะเกาะติดได้

วิธีดั้งเดิมในการใช้ใยถูกค้นพบโดยตัวแทนบางคนของตระกูลแมงมุมทอลูกกลมที่อาศัยอยู่ในป่าฝนอเมซอน พวกเขาสานกิ่งก้านหลายกิ่งด้วยด้ายในลักษณะที่ทำให้ดูเหมือนแมลง จากนั้นเมื่อเคลื่อนที่ไปได้ระยะหนึ่ง แมงมุมก็จะดึงด้าย ทำให้หุ่นขยับได้ เลียนแบบการเคลื่อนไหวของแมลง วิธีนี้ช่วยให้แมงมุมหันเหความสนใจของผู้ล่า และในขณะที่ศัตรูตรวจสอบหุ่นจำลอง สัตว์ขาปล้องก็มีโอกาสที่จะหลบหนี

แมงมุมบางชนิดทิ้งประจุไฟฟ้าไว้บนเว็บ

สิ่งที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่งคือข่าวที่แมงมุมสายพันธุ์ Uloborus Plumipes ขณะทอใยที่บางเฉียบของพวกมันก็ถูขาของมันเพิ่มเติมซึ่งทำให้กับดักมีประจุไฟฟ้า เมื่อแมลงที่มีประจุไฟฟ้าสถิตปรากฏขึ้นข้างๆ ใย กับดักจะถูกดึงดูดเข้าหามันทันทีด้วยความเร็วประมาณ 2 เมตร/วินาที

บางเว็บก็ยาวจนน่าตกใจ

ใยแมงมุมดาร์วันตัวเมียสามารถทำให้ตกใจได้แม้แต่ผู้กล้าหาญที่สุด: พื้นที่ล่าสัตว์ของมันสูงถึง 28,000 ตารางเซนติเมตร และความยาวของเส้นด้ายบางเส้นก็สูงถึง 28 เมตร!

ในขณะเดียวกัน เกลียวยึดของใยดังกล่าวก็มีความทนทานสูง เช่น มีความแข็งแรงกว่าเคฟล่าร์ถึง 10 เท่า ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้เป็นส่วนประกอบเสริมแรงในชุดเกราะ

แมงมุมบางตัวสามารถปั่นใยได้แม้กระทั่งใต้น้ำ

เรากำลังพูดถึงแมงมุมหลังเงินที่สามารถอยู่ใต้น้ำได้เป็นเวลานาน เมื่อแช่อยู่ในน้ำ ฟองอากาศจะติดอยู่ระหว่างขนบริเวณหน้าท้อง ซึ่งแมงมุมใช้หายใจใต้น้ำ

แมงมุมเป็นของผู้อาศัยที่เก่าแก่ที่สุดในโลก: พบร่องรอยของแมงตัวแรกในหินที่มีอายุ 340–450 ล้านปี แมงมุมมีอายุมากกว่าไดโนเสาร์ประมาณ 200–300 ล้านปี และมีอายุมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดแรกมากกว่า 400 ล้านปี ธรรมชาติมีเวลามากพอที่จะไม่เพียงเพิ่มจำนวนแมงมุมสายพันธุ์ (ประมาณ 60,000 ชนิด) แต่ยังจัดให้มีนักล่าแปดขาเหล่านี้จำนวนมากด้วยวิธีการล่าสัตว์ที่น่าทึ่ง - ใย รูปแบบของใยอาจแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในสายพันธุ์ต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแมงมุมตัวหนึ่งเมื่อมีสารเคมีบางชนิดอยู่ด้วย เช่น วัตถุระเบิดหรือยาเสพติด แม้แต่แมงมุมก็จะถูกปล่อยออกสู่อวกาศเพื่อศึกษาผลกระทบของแรงโน้มถ่วงน้อยต่อรูปแบบของใยแมงมุม อย่างไรก็ตาม สารที่ประกอบขึ้นเป็นใยนั้นซ่อนความลึกลับไว้มากที่สุด

เส้นใยต่างๆ เช่นเดียวกับเส้นผม ขนของสัตว์ และเส้นไหม ประกอบด้วยโปรตีนเป็นส่วนใหญ่ แต่สายโซ่โพลีเปปไทด์ในด้ายแมงมุมแต่ละเส้นนั้นพันกันในลักษณะที่ผิดปกติจนเกือบจะได้รับความแข็งแกร่งเป็นประวัติการณ์ ด้ายเดี่ยวที่ผลิตโดยแมงมุมจะมีความแข็งแรงพอๆ กับลวดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน เชือกที่ทอจากใยซึ่งมีความหนาเพียงดินสอเท่านั้น สามารถยึดรถปราบดิน รถถัง และแม้กระทั่งเครื่องบินแอร์บัสที่ทรงพลังอย่างเครื่องบินโบอิ้ง 747 ได้ แต่ความหนาแน่นของเหล็กนั้นมากกว่าใยแมงมุมถึงหกเท่า

เป็นที่รู้กันว่าเส้นไหมมีความแข็งแรงสูงเพียงใด ตัวอย่างคลาสสิกคือการสังเกตของแพทย์ชาวแอริโซนาเมื่อปี พ.ศ. 2424 ต่อหน้าแพทย์คนนี้ มีการยิงกันโดยมีมือปืนคนหนึ่งเสียชีวิต กระสุนสองนัดโดนหน้าอกแล้วทะลุผ่านไป ในเวลาเดียวกัน ชิ้นส่วนของผ้าเช็ดหน้าผ้าไหมก็ยื่นออกมาจากด้านหลังของบาดแผลแต่ละอัน กระสุนทะลุเสื้อผ้า กล้ามเนื้อ และกระดูก แต่ไม่สามารถฉีกผ้าไหมที่ขวางทางได้

เหตุใดจึงมีการใช้โครงสร้างเหล็กในเทคโนโลยี ไม่ใช่โครงสร้างที่เบากว่าและยืดหยุ่นกว่าซึ่งทำจากวัสดุที่คล้ายกับใยแมงมุม เหตุใดร่มชูชีพจึงไม่ถูกแทนที่ด้วยวัสดุชนิดเดียวกัน คำตอบนั้นง่ายมาก: พยายามสร้างวัสดุประเภทที่แมงมุมผลิตได้ง่ายทุกวัน - มันจะไม่ทำงาน!

นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกได้ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของใยของช่างทอแปดขามาเป็นเวลานาน และในปัจจุบันภาพของโครงสร้างของมันได้ถูกเปิดเผยไม่มากก็น้อย ใยแมงมุมมีแกนในของโปรตีนที่เรียกว่าไฟโบรอิน และรอบๆ แกนกลางนี้มีชั้นที่มีศูนย์กลางของไกลโคโปรตีนนาโนไฟเบอร์ ไฟโบรอินคิดเป็นประมาณ 2/3 ของมวลของใย (รวมทั้งเส้นใยไหมธรรมชาติด้วย) เป็นของเหลวที่มีความหนืดและมีน้ำเชื่อมซึ่งเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์และแข็งตัวในอากาศ

เส้นใยไกลโคโปรตีนซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่นาโนเมตรสามารถวางขนานกับแกนของเส้นใยไฟโบรอินหรือสร้างเป็นเกลียวรอบเกลียวได้ ไกลโคโปรตีน - โปรตีนเชิงซ้อนที่มีคาร์โบไฮเดรตและมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 15,000 ถึง 1,000,000 อะมู - ไม่เพียงมีอยู่ในแมงมุมเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเนื้อเยื่อของสัตว์ พืช และจุลินทรีย์ทั้งหมดด้วย (โปรตีนบางชนิดในเลือด เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ เยื่อหุ้มเซลล์ ฯลฯ .)

ในระหว่างการก่อตัวของใย เส้นใยไกลโคโปรตีนจะเชื่อมต่อถึงกันเนื่องจากพันธะไฮโดรเจน เช่นเดียวกับพันธะระหว่างกลุ่ม CO และ NH และสัดส่วนที่มีนัยสำคัญของพันธะจะเกิดขึ้นในต่อมแมงมุมแมงของแมง โมเลกุลไกลโคโปรตีนสามารถสร้างผลึกเหลวโดยมีชิ้นส่วนรูปแท่งที่เรียงซ้อนกันขนานกัน ทำให้โครงสร้างมีความแข็งแรงเหมือนของแข็ง ในขณะเดียวกันก็รักษาความสามารถในการไหลเหมือนของเหลวได้

ส่วนประกอบหลักของเว็บคือกรดอะมิโนที่ง่ายที่สุด: ไกลซีน H 2 NCH 2 COOH และอะลานีน CH 3 CHNH 2 COOH เว็บยังมีสารอนินทรีย์ - โพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟตและโพแทสเซียมไนเตรต หน้าที่ของพวกมันลดลงในการปกป้องใยจากเชื้อราและแบคทีเรีย และอาจสร้างเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของเธรดในต่อม

คุณลักษณะที่โดดเด่นของเว็บคือความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ประกอบด้วยสารที่สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติดูดซึมได้ง่ายและไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมนี้ ในเรื่องนี้เว็บไม่มีแอนะล็อกที่สร้างขึ้นด้วยมือมนุษย์

แมงมุมสามารถสร้างเส้นด้ายที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติต่างกันได้ถึงเจ็ดเส้น: บางชนิดสำหรับจับ "อวน" บางชนิดสำหรับการเคลื่อนที่ของมันเอง บางชนิดสำหรับส่งสัญญาณ ฯลฯ เส้นด้ายเหล่านี้เกือบทั้งหมดสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน ถ้า จะสามารถผลิตได้อย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้เลยที่จะ "เชื่อง" แมงมุม เช่น หนอนไหม หรือจัดฟาร์มแมงมุมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว นิสัยก้าวร้าวของแมงมุมและลักษณะการทำฟาร์มของแต่ละบุคคลในลักษณะของพวกมันไม่น่าจะยอมให้ทำเช่นนี้ได้ และเพื่อผลิตเว็บแฟบริคเพียง 1 เมตร ต้องใช้ "งาน" ของสไปเดอร์มากกว่า 400 ตัว

เป็นไปได้ไหมที่จะทำซ้ำกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในร่างกายของแมงมุมและคัดลอกวัสดุธรรมชาติ? นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้พัฒนาเทคโนโลยีของเคฟล่าร์ - เส้นใยอะรามิดมานานแล้ว:

ผลิตในระดับอุตสาหกรรมและเข้าใกล้คุณสมบัติของใยแมงมุม เส้นใยเคฟล่าร์นั้นอ่อนกว่าใยแมงมุมถึงห้าเท่า แต่ก็ยังแข็งแรงมากจนใช้ทำเสื้อกันกระสุนน้ำหนักเบา หมวกแข็ง ถุงมือ เชือก ฯลฯ แต่เคฟล่าร์ผลิตขึ้นในสารละลายกรดซัลฟิวริกร้อน ในขณะที่แมงมุมต้องการอุณหภูมิปกติ นักเคมียังไม่รู้ว่าจะเข้าใกล้สภาวะดังกล่าวได้อย่างไร

อย่างไรก็ตาม นักชีวเคมีเข้าใกล้การแก้ปัญหาด้านวัสดุศาสตร์มากขึ้น ขั้นแรก มีการระบุและถอดรหัสยีนของแมงมุม โดยตั้งโปรแกรมการก่อตัวของเกลียวของโครงสร้างอย่างใดอย่างหนึ่ง ปัจจุบันสิ่งนี้ใช้ได้กับแมงมุม 14 สายพันธุ์ จากนั้นผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันจากศูนย์วิจัยหลายแห่ง (แต่ละกลุ่มแยกกัน) นำยีนเหล่านี้ไปใช้กับแบคทีเรีย โดยพยายามเพื่อให้ได้โปรตีนที่จำเป็นในสารละลาย

นักวิทยาศาสตร์จากบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพของแคนาดา Nexia นำยีนดังกล่าวไปใช้กับหนู จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นแพะ และแพะก็เริ่มผลิตนมด้วยโปรตีนชนิดเดียวกันที่ก่อตัวเป็นใยแมงมุม ในฤดูร้อนปี 1999 ปีเตอร์และเว็บสเตอร์เหรียญแอฟริกันสองตัว ได้รับการตั้งโปรแกรมทางพันธุกรรมเพื่อผลิตแพะที่มีนมซึ่งมีโปรตีนนี้อยู่ พันธุ์นี้ดีเพราะลูกจะโตเต็มวัยเมื่ออายุได้สามเดือน บริษัทยังคงนิ่งเงียบเกี่ยวกับวิธีการทำเส้นด้ายจากนม แต่ได้จดทะเบียนชื่อของวัสดุใหม่ที่สร้างขึ้นแล้ว - “BioSteel” บทความเกี่ยวกับคุณสมบัติของ "ไบโอสตีล" ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร "วิทยาศาสตร์" (“วิทยาศาสตร์”, 2002, ฉบับ 295, หน้า 427)

ผู้เชี่ยวชาญชาวเยอรมันจาก Gatersleben ใช้เส้นทางที่แตกต่าง: พวกเขานำยีนที่มีลักษณะคล้ายแมงมุมมาสู่พืช - มันฝรั่งและยาสูบ พวกเขาสามารถได้รับโปรตีนที่ละลายน้ำได้มากถึง 2% ในหัวมันฝรั่งและใบยาสูบ ซึ่งประกอบด้วยสปิโดรอินเป็นส่วนใหญ่ (ไฟโบรอินหลักของแมงมุม) คาดว่าเมื่อปริมาณสไปดรอยที่ผลิตออกมามีนัยสำคัญ ก็จะนำไปใช้ทำผ้าพันแผลทางการแพทย์ก่อน

นมที่ได้จากแพะดัดแปลงพันธุกรรมแทบจะไม่สามารถแยกแยะรสชาติจากนมธรรมชาติได้ มันฝรั่งดัดแปลงพันธุกรรมนั้นคล้ายคลึงกับมันฝรั่งทั่วไปโดยหลักการแล้วสามารถต้มและทอดได้

บทความสำหรับการแข่งขัน "bio/mol/text":เว็บเป็นหนึ่งในการค้นพบทางเทคโนโลยีที่น่าทึ่งของธรรมชาติ บทความนี้พูดถึงความเป็นไปได้ของการใช้ใยแมงมุมในการผลิตผ้าพันแผลทางการแพทย์ ผู้เขียนแบ่งปันประสบการณ์ของเขาในการเพิ่ม "ผลผลิต" ของแมงมุมและเลือกเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดในการดูแลรักษาพวกมัน

บันทึก!

จากบรรณาธิการ

ชีวโมเลกุลให้ความสำคัญกับความอยากรู้อยากเห็นและความสนใจในการประดิษฐ์ เป็นครั้งที่สองในการแข่งขัน "bio/mol/text" ที่นักประดิษฐ์ Yuri Shevnin แบ่งปันความคิดและการค้นพบของเขากับผู้ชมพอร์ทัลของเรา บรรณาธิการรู้สึกประทับใจกับแนวทางที่สร้างสรรค์ของผู้เขียนและความปรารถนาที่จะแบ่งปันความรู้กับผู้อื่น แต่ต้องจำไว้ว่าบทความนี้ไม่ใช่การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด และผ้าพันแผลทางการแพทย์แบบใหม่ที่อธิบายไว้ในนั้นยังคงต้องมีการทดสอบเพื่อความเป็นไปได้ของการใช้งาน ในการปฏิบัติทางคลินิก

ผู้สนับสนุนการเสนอชื่อ “บทความที่ดีที่สุดเกี่ยวกับกลไกของความชราและอายุยืน” คือ มูลนิธิวิทยาศาสตร์เพื่อการส่งเสริมชีวิต รางวัลผู้ชมได้รับการสนับสนุนจาก Helicon

ผู้สนับสนุนการแข่งขัน: ห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพ โซลูชั่นการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติและกราฟิกวิทยาศาสตร์ สตูดิโอแอนิเมชันและการสร้างแบบจำลอง วิทยาศาสตร์ทัศนศิลป์

ฉันเข้าไปในห้องถัดไปซึ่งมีผนังและเพดานปกคลุมไปด้วยใยแมงมุมทั้งหมด ยกเว้นทางเดินแคบๆ สำหรับนักประดิษฐ์ ทันทีที่ผมไปโผล่หน้าประตู ฝ่ายหลังก็ตะโกนเสียงดังเพื่อให้ผมระวังอย่าให้ขาด เขาเริ่มบ่นถึงความผิดพลาดอันร้ายแรงที่โลกเคยทำมาในการใช้ประโยชน์จากการทำงานของหนอนไหม ในขณะที่เรามีแมลงจำนวนมากมายมหาศาลอยู่ในมือซึ่งเหนือกว่าหนอนที่กล่าวมานี้อย่างไม่สิ้นสุด เพราะพวกมันมีคุณสมบัติที่ไม่เพียงแต่ นักปั่นด้าย แต่ก็เป็นคนทอผ้าด้วย นักประดิษฐ์ยังชี้ให้เห็นอีกว่าการรีไซเคิลแมงมุมจะช่วยลดต้นทุนในการย้อมผ้าได้อย่างสมบูรณ์ และฉันก็มั่นใจอย่างเต็มที่เมื่อเขาแสดงให้เราเห็นแมลงวันหลากสีสวยงามจำนวนมากที่เขาใช้เลี้ยงแมงมุมและสีของแมลงนั้นตาม ตามคำรับรองของเขา จำเป็นต้องถ่ายโอนไปยังเส้นด้ายที่ทำโดยแมงมุม และเนื่องจากเขามีแมลงวันหลากหลายสี เขาจึงหวังที่จะสนองรสนิยมของทุกคน ทันทีที่เขาหาอาหารที่เหมาะสมสำหรับแมลงวันในรูปของเหงือก น้ำมัน และสารเหนียวอื่นๆ จึงทำให้มีความหนาแน่นและแข็งแรงมากขึ้น กระทู้ของเว็บ

ด. สวิฟท์

การเดินทางของกัลลิเวอร์ การเดินทางสู่ลาปูตา (1725)

ผ้าพันแผลทางการแพทย์ที่ทำจากใยแมงมุม

เนื่องจากการบริจาคเป็นยาที่มีราคาแพงและจำกัด นักวิทยาศาสตร์และแพทย์ทั่วโลกจึงทำงานเพื่อพัฒนาวิธีการทางเลือกในการฟื้นฟูความเสียหายต่อร่างกายมนุษย์ ในเวลาเดียวกันการแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในรูปแบบที่ดื้อยาอย่างกว้างขวางการมีอยู่ของพิษสารก่อภูมิแพ้และคุณสมบัติด้านอื่น ๆ ในยาปฏิชีวนะและเคมีบำบัดกำหนดความจำเป็นในการค้นหายาปลอดสารพิษใหม่ที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพและผลกระตุ้น กระบวนการกู้คืน สามารถให้คุณสมบัติที่คล้ายกันได้เช่นกับผ้าปิดแผลและผ้าพันแผลป้องกันการเผาไหม้ แผลไฟไหม้เป็นหนึ่งในอาการบาดเจ็บที่พบบ่อยที่สุดในโลก ในรัสเซียมีการลงทะเบียนการเผาไหม้มากกว่า 600,000 ครั้งทุกปี ในแง่ของการเสียชีวิต แผลไฟไหม้เป็นอันดับสองรองจากการบาดเจ็บจากอุบัติเหตุทางรถยนต์เท่านั้น

ดูเหมือนว่าผู้เขียนมีแนวโน้มจะได้รับผ้าปิดแผลและผ้าปิดแผลป้องกันการเผาไหม้ จากเว็บ. ผ้าไหมเป็นวัสดุที่มีราคาไม่แพงมากและมีการผลิตอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างพิเศษของโมเลกุลและโครงสร้างโดยรวมบนเว็บ ทำให้เว็บมีโอกาสที่ดีสำหรับการแต่งกายทางการแพทย์และเมทริกซ์ในเทคโนโลยีนั่งร้าน * ( เทคโนโลยีนั่งร้าน, จากอังกฤษ นั่งร้าน- นั่งร้าน, นั่งร้าน) - การเพาะเลี้ยงเซลล์บนพื้นผิวสามมิติที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติหรือประดิษฐ์เพื่อวัตถุประสงค์ในการสร้างเชิงพื้นที่ของอวัยวะที่ปลูกหรือชิ้นส่วน (รูปที่ 1)

* - “ชีวโมเลกุล” พูดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่นๆ ของเว็บ: “ กาวอัจฉริยะที่ทำจากใยแมงมุม» . - เอ็ด

รูปที่ 1 เว็บ ลิโนเธล เมกาเทลอยด์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เมทริกซ์ที่ทำจากซิลค์ไฟโบรอินและสไปโดรอินรีคอมบิแนนท์ (โปรตีนใยแมงมุม) ต่างกันในพารามิเตอร์ของรูพรุน ผนังรูพรุนในโครงไฟโบรอินมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอกว่าโดยมีพื้นผิวขรุขระเป็นสะเก็ด ในขณะที่โครงสไปรอยด์มีโครงสร้างที่หลวมกว่าและมีพื้นผิวเป็นรูพรุน โครงสร้างที่มีรูพรุนขนาดนาโนภายในของเมทริกซ์สปิโดรอินชนิดรีคอมบิแนนท์อธิบายถึงความสามารถในการสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคที่เป็นประโยชน์มากขึ้นสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อในร่างกายใหม่ การเชื่อมโยงกันของโครงสร้างเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการกระจายตัวของเซลล์ที่สม่ำเสมอและการงอกของเนื้อเยื่อที่มีประสิทธิภาพ ในร่างกายเนื่องจากส่งเสริมการแลกเปลี่ยนก๊าซ การส่งสารอาหาร และการเผาผลาญที่เหมาะสม

คุณสมบัติอันน่าทึ่งของเว็บนี้เป็นที่รู้จักมาเป็นเวลานาน มีสูตรในการแพทย์พื้นบ้าน: เพื่อหยุดเลือดคุณสามารถใช้ใยแมงมุมกับบาดแผลหรือรอยถลอกเพื่อกำจัดแมลงที่ติดอยู่และกิ่งเล็ก ๆ อย่างระมัดระวัง

ใยแมงมุมมีผลห้ามเลือดและเร่งการรักษาผิวที่เสียหาย ศัลยแพทย์และนักปลูกถ่ายอวัยวะสามารถใช้เป็นวัสดุในการเย็บและเสริมความแข็งแรงของรากฟันเทียม รวมถึงเป็นฐานสำหรับปลูกอวัยวะเทียม ตัวอย่างเช่น หากคุณแช่โครงตาข่ายที่ทำจากใยแมงมุมด้วยสารละลายสเต็มเซลล์ พวกมันจะหยั่งรากอย่างรวดเร็ว และหลอดเลือดและเส้นประสาทจะขยายไปยังเซลล์ ในที่สุดเว็บก็จะสลายไปอย่างไร้ร่องรอย การใช้ใยแมงมุมทำให้คุณสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุหลายชนิดที่ใช้ในทางการแพทย์ในปัจจุบันได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ใยมีประจุไฟฟ้าสถิตที่ช่วยให้แมงมุมดึงดูดเหยื่อ ใยที่ชาร์จแล้วนี้ยังสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของผ้าปิดแผลทางการแพทย์ได้ เว็บมีประจุลบและบริเวณที่เสียหายของร่างกายมีประจุบวก ดังนั้นเมื่อบาดแผลมีปฏิสัมพันธ์กับใย ความสมดุลทางไฟฟ้าจึงถูกสร้างขึ้นซึ่งส่งผลดีต่อกระบวนการบำบัด ผ้าพันแผลที่มีใยแมงมุมเนื่องจากการมีปฏิกิริยาทางไฟฟ้าสถิตกับบาดแผล ดึงจุลินทรีย์ออกจากแผลและเก็บไว้ในผ้าพันแผลเพื่อป้องกันไม่ให้พวกมันขยายตัว

ใยประกอบด้วยสาร 3 ชนิดที่ช่วยเพิ่มความทนทาน: ไพโรลิดีน, โพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟตและ โพแทสเซียมไนเตรต. ไพโรลิดีนดูดซับน้ำได้ดี สารนี้ช่วยป้องกันใยแมงมุมไม่ให้แห้ง โพแทสเซียม ไฮโดรเจน ฟอสเฟต ทำให้ใยแมงมุมมีความเป็นกรด และป้องกันการเจริญเติบโตของเชื้อราและแบคทีเรีย ค่า pH ต่ำทำให้โปรตีนเสียสภาพ (ทำให้ไม่ละลายน้ำ) โพแทสเซียมไนเตรตยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา

ผ้าพันแบบใยช่วยให้แน่ใจว่ามีการระบายสารหลั่งจากบาดแผลและจุลินทรีย์ออกจากพื้นผิวของแผล ยับยั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค และมีฤทธิ์ต้านอาการบวมน้ำและต้านการอักเสบ การแช่ด้วยยาชาจะช่วยบรรเทาอาการปวด ทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการบำบัด

ประวัติความเป็นมาของการผลิตเว็บ

ปัญหาหลักสำหรับการใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีใยแมงมุมอย่างแพร่หลายคือความยากในการได้มาซึ่งในระดับอุตสาหกรรม เป็นเวลาหลายร้อยปีในยุโรปที่ผู้คนพยายามสร้างฟาร์มไหมแมงมุม ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1665 ทุ่งหญ้าและรั้วใกล้กับเมืองเมอร์สเบิร์กของเยอรมันถูกปกคลุมไปด้วยใยแมงมุมจำนวนมหาศาล และผู้หญิงจากหมู่บ้านโดยรอบก็ทำริบบิ้นและของประดับตกแต่งอื่น ๆ จากมัน

ในปี 1709 รัฐบาลฝรั่งเศสได้ขอให้นักธรรมชาติวิทยา René Antoine de Reaumur หาสิ่งทดแทนผ้าไหมจีน และพยายามใช้ใยแมงมุมมาทำเสื้อผ้า เขารวบรวมใยจากรังไหมแมงมุมและพยายามทำถุงมือและถุงน่อง แต่หลังจากนั้นไม่นานเขาก็ละทิ้งแนวคิดนี้เนื่องจากขาดวัสดุแม้แต่จะผลิตถุงมือคู่เดียว เขาคำนวณว่าจำเป็นต้องแปรรูปแมงมุม 522–663 ตัวเพื่อให้ได้ใยแมงมุมหนึ่งปอนด์ และการผลิตภาคอุตสาหกรรมจะต้องอาศัยฝูงแมงมุมและเมฆแมลงวันมาเลี้ยงพวกมัน มากกว่าที่จะบินไปทั่วฝรั่งเศส “อย่างไรก็ตาม” โรเมอร์เขียน “บางทีในเวลาต่อมา อาจเป็นไปได้ที่จะพบแมงมุมที่ผลิตเส้นไหมได้มากกว่าแมงมุมปกติที่พบในรัฐของเรา”

พบแมงมุมชนิดนี้ - เป็นแมงมุมในสกุล เนฟีลา. เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการทอเสื้อคลุมที่มีน้ำหนักมากกว่าหนึ่งกิโลกรัมจากเว็บของพวกเขา สถานที่ที่แมงมุมแสนวิเศษเหล่านี้อาศัยอยู่ - ในบราซิลและมาดากัสการ์ - ชาวบ้านใช้เว็บเพื่อทำเส้นด้าย ผ้าพันคอ เสื้อคลุม และตาข่าย เก็บรังไข่จากพุ่มไม้หรือคลี่ออก บางครั้งด้ายถูกดึงโดยตรงจากแมงมุมซึ่งวางอยู่ในกล่อง - มีเพียงส่วนปลายของช่องท้องที่มีหูดแมงมุมเท่านั้นที่ยื่นออกมา ด้ายของเว็บถูกดึงออกมาจากหูด

โดยใช้วิธีการที่แตกต่างกันและจากแมงมุมที่แตกต่างกันผู้ทดลองได้รับตัวอย่างเช่นเธรดที่มีความยาวนี้: 1) ในสองชั่วโมงจากแมงมุม 22 ตัว - ห้ากิโลเมตร 2) ในเวลาหลายชั่วโมงจากแมงมุมตัวเดียว - 450 และ 675 เมตร 3) ในเก้า “ คลี่คลาย” ของแมงมุมหนึ่งตัวภายใน 27 วัน - 3,060 เมตร เจ้าอาวาสCambouéสำรวจความสามารถของแมงมุมมาดากัสการ์ โกเลบา ปุนตาตา: เขาปรับปรุงธุรกิจของเขามากจนเขา "เชื่อมต่อ" แมงมุมที่มีชีวิตในลิ้นชักเล็ก ๆ เข้ากับเครื่องทอผ้าชนิดพิเศษโดยตรง เครื่องดึงด้ายออกจากใยแมงมุมแล้วทอให้เป็นผ้าเนื้อดีที่สุดทันที แมงมุม โกเลบา ปุนตาตาพวกเขาพยายามปรับตัวในฝรั่งเศสและรัสเซีย แต่ก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้น ในการผลิตแบบไวด์เว็บ เนฟีลาแทบจะไม่มาถึงเลย: เพื่อการบำรุงรักษา เนฟีลาหรือไม้กางเขนจำเป็นต้องมีฟาร์มพิเศษแม้ว่าในฤดูร้อนก็สามารถเก็บไว้บนระเบียงหรือระเบียงได้ เพื่อแก้ปัญหาที่มีมานานนับศตวรรษนี้ จำเป็นต้องมีแนวทางบูรณาการที่ทันสมัย ​​และสร้างสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแมงมุมและแมลงให้ใกล้เคียงกับธรรมชาติมากที่สุด

การผลิตเว็บวันนี้

ในศตวรรษที่ 20 เมื่อมีสารเคมีกำจัดศัตรูพืชและผ้าใยสังเคราะห์เกิดขึ้น แมลงและแมงมุมที่เป็นประโยชน์ก็ถูกลืมไป อย่างไรก็ตาม ยาฆ่าแมลงเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ปัญหาศัตรูพืชได้ กลยุทธ์การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพได้รับการพัฒนาเพื่อรวมแมลงและแมงมุมที่เป็นประโยชน์เข้ากับระบบการเพาะปลูกเพื่อการควบคุมศัตรูพืชตามธรรมชาติ

ในปัจจุบัน เพื่อสร้างงานใหม่ในรัสเซีย กลยุทธ์ใหม่จำเป็นต้องลดการปลูกพืชเชิงเดี่ยวและสร้างฟาร์มขนาดเล็กไม่เพียงแต่สำหรับเลี้ยงสัตว์มีกระดูกสันหลังเท่านั้น แต่ยังสำหรับการเลี้ยงแมงมุมและแมลงด้วย

ซึ่งสามารถทำได้ในเมืองด้วย ปัญหาการใช้ขยะอินทรีย์ในเมืองเป็นปัญหาที่รุนแรงอย่างยิ่งในปัจจุบัน ของเสียนี้สามารถนำไปใช้เป็นอาหารแมลงได้ ในเมืองต่างๆ มีเพียงฟาร์มเล็กๆ สำหรับปลูกจิ้งหรีด แมลงสาบ และสัตว์จำพวกซูบาส มีผู้ดูแลที่กระตือรือร้นเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่จะผสมพันธุ์แมงมุม ในเวลาเดียวกัน ห้องใต้ดินและห้องใต้หลังคาซึ่งสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่เป็นหลัก จะไม่ถูกนำมาใช้ในทางใดทางหนึ่งเพื่อกำจัดขยะอินทรีย์และสำหรับการเจริญเติบโตของแมลงและตัวอ่อนของแมงมุม

เป้าหมายของยุทธศาสตร์เกษตรกรรมใหม่คือเกษตรกรรมเชิงนิเวศ การเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพ และสร้างรายได้จากการก่อสร้างและดำเนินการฟาร์มครอบครัวขนาดเล็กเพื่อเพาะพันธุ์แมลงและแมงมุม สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ พิษ และใยของพวกมันก็สามารถขายเพื่อการส่งออกได้เช่นกัน

เป็นไปไม่ได้ที่จะสังเคราะห์ใยแมงมุมทางเคมี - โครงสร้างของโปรตีนนั้นซับซ้อนเกินไป บริษัทชั้นนำทั้งหมดในโลกได้ละทิ้งความพยายามในการสังเคราะห์เว็บ ห้องปฏิบัติการหลายแห่งยังคงดำเนินการต่อไปและกำลังพยายามหาใยแมงมุมจากยีสต์ แบคทีเรีย และแม้แต่แพะ วิธีการทั้งหมดนี้ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากและต้นทุนทางการเงินจำนวนมาก ในขณะเดียวกัน เกลียวของพวกเขาก็มีคุณภาพแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งด้อยกว่าความแข็งแรงและคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ "ดั้งเดิม" นอกจากนี้ ปริมาณของใยสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการดังกล่าวยังน้อยมาก บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ก็ฉายใยสังเคราะห์ทางโทรทัศน์เพื่อสาธิตตัวอย่างใยสังเคราะห์ขนาดเท่าเล็บมือในแหนบหรือในขวดเล็ก

สำหรับการรวบรวมใยแมงมุมที่มีชีวิตก็ถูกทิ้งร้างเช่นกันแม้ว่าจะมีการเสนอแนวคิดนี้มากกว่าหนึ่งครั้งก็ตาม มีอุปสรรคหลายประการ ประการแรกแมงมุมทะเลาะวิวาทและมีแนวโน้มที่จะกินเนื้อคน: เมื่อรวมกันสัตว์เหล่านี้จะทะเลาะกันและกินกันเอง นอกจากนี้ แมงมุมส่วนใหญ่สร้างใยได้น้อยมาก คาดว่าต้องใช้แมงมุมขนาดกลางถึง 27,000 ตัวเพื่อสร้างใย 500 กรัม ตาม G.P. Kirsanov แมงมุมผสมสร้างเว็บได้ 230 มก. ใน 24 ชั่วโมง แมงมุมสกุลหนึ่งหมื่นสี่พันตัว เนฟีลาได้ใยประมาณ 28 กรัม ตามแหล่งข้อมูลอื่น เพื่อให้ได้ใย 29 กรัม ต้องใช้สไปเดอร์ประมาณ 23,000 ตัว ตัวเลขที่แตกต่างกันนี้บ่งชี้ว่าข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของสไปเดอร์จำเป็นต้องได้รับการยืนยัน ไม่มีใครรู้ว่าแมงมุมชนิดใดและแมงมุม "ขนาดกลาง" ที่ผลิตใยสำหรับการชั่งน้ำหนักในกรณีใดกรณีหนึ่ง

อุปสรรคแรกที่อธิบายไว้ในการผสมพันธุ์แมงมุมสามารถและควรจะกลายเป็นประโยชน์: แนวโน้มของแมงมุมต่อการกินเนื้อร่วมกันสนับสนุนให้มีการสร้างภาชนะที่แยกจากกันสำหรับพวกมัน ดังนั้นจึงป้องกันทั้งโรคระบาดและการเสียชีวิตจำนวนมาก ขณะเดียวกันในการผลิตวัสดุทางการแพทย์และยาจากใยแมงมุมจำเป็นต้องใช้แมงมุมในสกุลที่ไม่ใช่แมงมุม เนฟีลาหรือไม้กางเขนและแมงมุมที่มีส่วนต่อของเว็บที่ใหญ่ที่สุด - ลิโนเธล เมกาเทลอยด์(รูปที่ 2) และอื่น ๆ ดิพลูริดี.

รูปที่ 2 แมงมุม ลิโนเธล เมกาเทลอยด์, หญิง.

จากผลการวิจัยผู้เขียนได้ข้อมูลมาว่าแมงมุมชนิดนี้ ลิโนเธล เมกาเทลอยด์ผลิตเว็บได้มากกว่า 2 กรัมต่อเดือน เพื่อจุดประสงค์นี้พวกมันจึงมีส่วนต่อของแมงมุมที่ยาว (มากกว่า 20 มม.) (รูปที่ 3) อวัยวะเหล่านี้มีไมโครฟิลาเมนต์มากกว่าหนึ่งพันเส้น ซึ่งเส้นใยของใยจะมีลักษณะเหมือนฟิล์ม

ผู้เขียนทดสอบใยแมงมุมเพื่อสร้างผ้าปิดแผลป้องกันแผลไหม้ (รูปที่ 4) ผลจากการใช้ใยนี้กับแผลไหม้ ทำให้การรักษาเกิดขึ้นภายในหนึ่งสัปดาห์ ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องปิดแผลหรือเอาหนองออกเพิ่มเติม สองสัปดาห์ต่อมาไม่มีร่องรอยของการเผาไหม้เหลืออยู่เลย

รูปที่ 3 ส่วนต่อของ Arachnoid ลิโนเธล เมกาเทลอยด์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

รูปที่ 4 แผลไหม้ถูกปิดด้วยผ้าปิดแผล ลิโนเธล เมกาเทลอยด์.

ปลูกในภาชนะพิเศษ ลิโนเธล เมกาเทลอยด์ภายในหนึ่งชั่วโมงพวกเขาเริ่มทำงานและคลุมพื้นผิวสิ่งทอของภาชนะด้วยพื้นที่ 1 m 2 ทีละชั้นด้วยใยแมงมุม หลังจากผ่านไปสองเดือน ใยจากแมงมุมตัวเดียวก็เพียงพอที่จะครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของร่างกายมนุษย์ วัสดุโครงข่ายทางการแพทย์ที่เป็นนวัตกรรมนี้อาจช่วยชีวิตบุคคลที่ถูกไฟไหม้ได้มากกว่า 60% ของพื้นผิวร่างกายทั้งหมด

จากการสังเกตของเขาผู้เขียนพบว่าต้องขอบคุณผลิตภัณฑ์เสริมอาหารพิเศษที่ทำให้ลูกหลานและความอยู่รอดของลูกหลาน ลิโนเธล เมกาเทลอยด์เป็น 100% นี่คือค่าเฉลี่ยของคนหนุ่มสาว 50 คนซึ่งอาจสร้าง "ผิวหนังชั้นที่ 2" ได้ภายในหกเดือน แมลงสาบต้องใช้เวลา 2-3 ตัวต่อสัปดาห์ในการเลี้ยงตัวเมีย 1 ตัว เงื่อนไขในการเลี้ยงแมงมุม ได้แก่ ไม่มีแสงแดด ความชื้นสูง (80–90%) อุณหภูมิ 28 °C โภชนาการที่ซับซ้อน และการพ่นใยแบบหยดสัปดาห์ละครั้ง ด้วยการสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการให้อาหาร การเก็บรักษา การดูแล และ "การรีดนม" แมงมุม จึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มการปั่นใยได้ 2-3 เท่า

การทำผ้าพันแผลและผ้าพันแผลจากใยแมงมุม ลิโนเธล เมกาเทลอยด์

ฐานตาข่ายถัก (เช่น ผ้ากอซที่มีความชื้นมากกว่า 80%) วางอยู่ที่ด้านล่างของภาชนะโพลีเอทิลีน ภาชนะมีรูสำหรับเซ็นเซอร์ระบายอากาศ ความชื้น และอุณหภูมิ ฝายก หัวฉีดแบบคาปิลลารี และวาล์วสำหรับป้อนอาหารสด ภาชนะจัดเรียงในแนวตั้งเป็นบล็อกสูง 1.5-2 เมตร (รูปที่ 5)

รูปภาพ 5 ตัวเรือน ลิโนเธล เมกาเทลอยด์. ก - แมงมุมในภาชนะที่มีฐานถัก ข - แผนภาพคอนเทนเนอร์ วี - บล็อกคอนเทนเนอร์

รูปที่ 6 ผ้าพันแผลด้วยใยแมงมุม ลิโนเธล เมกาเทลอยด์ (ก) และบรรจุภัณฑ์ปลอดเชื้อสำหรับมัน ( ข).

เปิดภาชนะเดือนละครั้ง วางแมงมุมไว้ในภาชนะพลาสติกขนาดเล็กอีกใบ อาหารที่เหลือจะถูกเอาออก พื้นผิวสิ่งทอที่มีเว็บถูกพ่นด้วยสารละลายของกรดไฮยาลูโรนิกและแพนโทธีนิก ยาชาและน้ำยาฆ่าเชื้อที่หุ้มด้วยพลาสติก ฟิล์มยืดแล้วรีดขึ้น ถัดไปม้วนพร้อมกับเว็บถูกตัดเป็น 10 ส่วนแล้วใส่ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท (รูปที่ 6) ม้วนบรรจุจะถูกส่งไปฆ่าเชื้อด้วยรังสี แมงมุมจะถูกปล่อยกลับเข้าไปในภาชนะขนาดใหญ่

ผ้าพันแผลนี้ใช้โดยการคลายและเอาชั้นโพลีเอทิลีนออกโดยใช้ใยบนแผลหรือแผลไหม้ เมื่อใยและฐานสิ่งทอชุ่มไปด้วยน้ำเหลือง ฐานจะถูกลบออก และมีเพียงชั้นการรักษาและการหายใจของใยเท่านั้นที่ยังคงอยู่บนแผล

หลังจากที่คนๆ หนึ่งรักษาบาดแผลของเขาด้วยแผ่นแปะ เขาจะไม่มีวันฆ่าสัตว์มหัศจรรย์เหล่านี้อีกเลย

เพิ่มการผลิตใยแมงมุม

รูปที่ 7 การออกแบบฟาร์มแมงมุม ลิโนเธล เมกาเทลอยด์.

เพื่อเพิ่มการผลิตใยแมงมุมและกำจัดโรคของอาหารมีชีวิต (แมลงสาบและจิ้งหรีด) แมลงจะได้รับอาหารเสริมในรูปแบบของสารอาหารซึ่งเป็นแหล่งโปรตีนและวิตามินเพิ่มเติมที่มีชีวมวลของเส้นใยไมซีเลียมของเสียจากการผลิตเพนิซิลลินและสเตรปโตมัยซิน ตลอดจนการหมักยีสต์แห้งจากของเสียจากการผลิตยีสต์ของผู้ผลิตเบียร์ สารอาหารจะถูกเก็บไว้ได้นานถึงสองปีที่อุณหภูมิ +5 °C ในการให้อาหารแมลงแครอทและกะหล่ำปลีสับละเอียดจะถูกเทลงในสารอาหารที่บดแล้ว แมลงสาบและจิ้งหรีดในอาหารนี้จะไม่ป่วยเติบโตและแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกัน สไปเดอร์ก็เพิ่มการผลิตใยขึ้น 60% การใช้สารอาหารจากเส้นใยช่วยให้คุณกระตุ้นการสืบพันธุ์ของแมงมุมและรับใยในปริมาณสูงสุดที่เป็นไปได้ การทำงานเพื่อค้นหาวัตถุเจือปนอาหารเพื่อเพิ่มความหลากหลายของอาหารแมงมุมจะดำเนินต่อไป ในการสร้างฟาร์มสำหรับรวบรวมใยแมงมุมมีการเสนอโครงการออกแบบในรูปแบบของเต็นท์ทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 ม. พร้อมการเคลือบที่ทำงานด้วยแรงตึงคล้ายกับวิธีการทำงานของใยแมงมุม (รูปที่ 7)

ด้วยการพัฒนาวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการสร้างผ้าปิดแผลและผ้าพันแผลทางการแพทย์ การทดลองจึงเป็นไปได้ในการผสมพันธุ์แมงมุมลูกผสมที่มีประสิทธิผลมากขึ้นในตระกูล ดิพลูริดี. การผสมพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจง การคัดเลือก และโภชนาการพิเศษในสภาวะที่สะดวกสบายไม่รวมถึงการทดลองทางพันธุกรรมเพื่อเพิ่มขนาดของแมงมุม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครทำเช่นนี้ และในสังคมของผู้เพาะพันธุ์แมงมุมแต่ละคน หัวข้อนี้ถือเป็นเรื่องต้องห้าม

เป็นไปได้ที่จะผลิตนมโดยใช้เชื้อราและแบคทีเรีย แต่ทำไม ในเมื่อมีวัว? โครงสร้างของใยมีความซับซ้อนมากกว่าโครงสร้างโปรตีนของนมมาก ดังนั้นการค้นหาอะนาลอกสังเคราะห์ของเว็บทั้งหมดอาจใช้เวลานานในช่วงวิวัฒนาการของแมงมุม สายพันธุ์ใหม่ที่ได้จากการดัดแปลงพันธุกรรมและการปรับปรุงพันธุ์ร่วมกับครอบครัว ดิพลูริดีจะเพิ่มขนาดของแมงมุมและประสิทธิภาพการทำงานของใยแมงมุมสำหรับการผลิตเสื้อผ้า ใยแมงมุมสามารถใช้ซิลิโคนเพื่อผลิตผ้าชั้นนอกที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวได้ ผ้าดังกล่าวจะมีราคาไม่เกินผ้าไหม

บทสรุป

งานวิจัยที่อธิบายไว้ได้สร้างพื้นฐานสำหรับการเลี้ยงสัตว์รูปแบบใหม่ บนพื้นฐานนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะขยายขนาดการผลิตใยแมงมุมด้วยต้นทุนที่ต่ำ และดังนั้นจึงสามารถดำเนินการเชิงพาณิชย์ได้ ความต้องการของตลาดสำหรับวัสดุปิดแผลที่ดูดซับได้ทางชีวภาพอยู่ที่ 400,000 dm 2 ต่อปี กำลังการผลิตทางการตลาดที่คาดการณ์ไว้ในส่วนนี้คือ 150 ล้านดอลลาร์

โครงการสามารถขยายขนาดได้โดยการเพิ่มการผลิตหรือโดยการสร้างฟาร์มขนาดเล็กสำหรับการผลิตใยแมงมุม ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ซับซ้อน อุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือวัสดุที่เป็นพิษสำหรับตัวเลือกเทคโนโลยีนี้ ตัวอย่างเช่นในปัจจุบันมีฟาร์มประมาณ 5,000 ฟาร์มและผู้เลี้ยงผึ้งสมัครเล่นเกษตรกรและผู้ประกอบการรายย่อยประมาณ 300,000 รายมีส่วนร่วมในการเลี้ยงผึ้ง ไม่ใช่ทุกคนที่สามารถใช้น้ำผึ้งได้ แต่ผ้าพันแผลทางการแพทย์หรือแผ่นแปะที่มีใยแมงมุมจะมีประโยชน์สำหรับทุกคน ในขณะที่เทคโนโลยีพัฒนาและได้รับการรับรอง เราสามารถเสนอให้ทุกคนที่ต้องการปลูกแมงมุมและรวบรวมใยด้วยตนเอง สามารถใช้หลอดอัลตราไวโอเลตในการฆ่าเชื้อได้ เพื่อให้คุณมีเว็บขนาด 2 ตารางเมตรคุณจะต้องมีคอนเทนเนอร์หนึ่งอันกับตัวเมีย ลิโนเธล เมกาเทลอยด์และสองเดือน หญิง ลิโนเธล เมกาเทลอยด์มีชีวิตอยู่ 10 ปี บนแปลงสวนคุณสามารถวางเตียงแมงมุมหุ้มฉนวนขนาด 3 x 6 เมตรพร้อมสองห้อง (รูปที่ 8) ในที่หนึ่งคุณสามารถจัดหาวัตถุดิบได้ และในอีกด้านหนึ่งคุณสามารถทำด้ายจากใยแมงมุม ทอผ้าลินิน และเย็บเสื้อผ้า โรงงานขนาดเล็กเช่นนี้ไม่มีขยะเลย

รูปที่ 8 ฟาร์มเพาะปลูกขนาดเล็ก ลิโนเธล เมกาเทลอยด์เก็บใยและทำเสื้อผ้าในสวน

จากเปลือกหอยเก่าๆ ที่แมงมุมหลั่งระหว่างการลอกคราบ คุณสามารถทำของที่ระลึกและของประดับตกแต่งได้โดยการเติมเรซินโพลีเมอร์ พิษสามารถสกัดได้จากหัวของแมงมุมที่ตายแล้วเพื่อผลิตยารักษาโรค* ผู้บาดเจ็บและป่วยจะได้รับยาใหม่ - "ผิวหนัง" ตามธรรมชาติ - และทุกคนจะสามารถสร้างการผลิตขนาดเล็กเช่นนี้ได้

ผู้เขียนไม่ได้ตั้งใจที่จะได้รับสิทธิบัตรหรือใบรับรองในหัวข้อการวิจัย เนื่องจากต้องการให้ความรู้นี้เข้าถึงได้สำหรับทุกคน

* - และอาจมียาเหล่านี้ได้หลากหลาย (โดยเฉพาะยาแก้ปวด) - แม้จะมีคำว่า "พิษ" เป็นจำนวนเอกพจน์: พิษของแมงมุมตัวหนึ่งอาจมีส่วนประกอบที่เป็นพิษหลายร้อยรายการที่มีลักษณะทางเคมีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง บทความ " นักยุทธศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ไม่เคยฝันถึง» . - เอ็ด

วรรณกรรม

1. กาว "อัจฉริยะ" จากใยแมงมุม
2. Agapova O.I. , Efimov A.E. , Moisenovich M.M. , Bogush V.G. , Agapov I.I. (2558) การวิเคราะห์เปรียบเทียบโครงสร้างนาโนสามมิติของเมทริกซ์ที่ย่อยสลายทางชีวภาพที่มีรูพรุนจากรีคอมบิแนนท์สไปโดรอินและซิลค์ไฟโบรอินสำหรับเวชศาสตร์ฟื้นฟู มาดากัสการ์ได้สร้างผ้าไหมแมงมุมที่ใหญ่ที่สุด เว็บไซต์เมมเบรน;
3. เสื้อคลุมที่ทำจากไหมแมงมุมจะถูกจัดแสดงในนิทรรศการในยุโรป เว็บไซต์ GlobalScience.ru, 2012;
4. เวทีเทคโนโลยี “การแพทย์แห่งอนาคต” เว็บไซต์ของคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจเอเชีย, 2012;
5. อัคเซโนวา แอล. (2013) แมงมุมจะช่วยให้คุณลืมความเจ็บปวดได้ เว็บไซต์ "Gazeta.ru";

แม้ว่ามนุษยชาติจะไม่ชอบแมงมุมตลอดจนอคติและเรื่องราวที่น่ากลัวมากมายที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน แต่คำถามที่ว่าแมงมุมสานใยแมงมุมนั้นปรากฏในเด็ก ๆ เกือบจะพร้อมกันด้วยความสนใจและน้ำก็เปียก ผลจากการใช้แรงงานของสัตว์ที่ไม่สวยเหล่านี้มักมีลักษณะคล้ายกับลูกไม้ที่สง่างาม และหากแมงมุมดูไม่น่าดูและหลายคนถึงกับกลัวพวกมัน เว็บที่สร้างขึ้นโดยพวกมันก็จะดึงดูดความสนใจและกระตุ้นความชื่นชมอย่างจริงใจโดยไม่สมัครใจ

ในขณะเดียวกันไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่า "ผ้าม่าน" ดังกล่าวไม่ได้ทอโดยตัวแทนของกลุ่มทั้งหมด เกือบทุกสายพันธุ์สามารถสร้างเส้นด้ายสำหรับวาร์ปได้ แต่เฉพาะผู้ที่ล่าด้วยกับดักเท่านั้นที่จะสานตาข่ายดักจับ พวกเขาเรียกว่าหลักคำสอน พวกเขายังถูกจัดว่าเป็น superfamily "Araneoidea" ที่แยกจากกันอีกด้วย และชื่อของแมงมุมที่สานใยล่านั้นมีจำนวนมากถึง 2,308 รายการ ซึ่งในจำนวนนี้ยังมีสิ่งที่มีพิษอยู่ด้วย - เช่นเดียวกับการาคุร์ต ผู้ที่ล่าสัตว์ โจมตีจากการซุ่มโจมตี หรือติดตามเหยื่อ จะใช้เว็บเพื่อจุดประสงค์ภายในประเทศโดยเฉพาะ

คุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์ของ “สิ่งทอ” แมงมุม

แม้ว่าผู้สร้างจะมีขนาดเล็ก แต่คุณสมบัติของเว็บก็ทำให้เกิดความอิจฉาในส่วนของมงกุฎแห่งธรรมชาติ - มนุษย์ พารามิเตอร์บางตัวนั้นเหลือเชื่อแม้จะเป็นความสำเร็จของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ก็ตาม

1. ความแข็งแกร่ง. ใยสามารถแตกหักจากน้ำหนักของมันเองได้ก็ต่อเมื่อแมงมุมสานมันยาว 50 เมตร
2. ความละเอียดอ่อนเป็นพิเศษ แต่ละเว็บจะสังเกตเห็นได้เฉพาะเมื่อถูกจับในลำแสงเท่านั้น
3. ความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่น ด้ายยืดได้ 2-4 ครั้งโดยไม่ขาดและไม่สูญเสียความแข็งแรง

และคุณสมบัติทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ทางเทคนิคใดๆ - แมงมุมทำตามสิ่งที่ธรรมชาติมอบให้

ประเภทของใยแมงมุม

สิ่งที่น่าสนใจไม่เพียงแค่แมงมุมสานใยแมงมุมอย่างไรเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามันสามารถสร้าง “พันธุ์” ต่างๆ ของมันได้ด้วย โดยคร่าว ๆ พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุใยอีกประเภทหนึ่งที่สะท้อนแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อดึงดูดผีเสื้อ หลายๆ คนเชื่อว่าเว็บสำเร็จรูปจำเป็นต้องมีรูปแบบของตัวเอง อย่างไรก็ตามไม่เป็นเช่นนั้น: ชื่อของแมงมุมที่สามารถสร้างสรรค์ความสุขสามารถนับได้โดยไม่ยากมากและศิลปินดังกล่าวทั้งหมดก็เป็นตัวแทน araneomorphic ของสัตว์ขาปล้องลำดับนี้

มีไว้เพื่ออะไร?

หากคุณถามคนว่าทำไมแมงมุมถึงต้องการใยแมงมุม เขาจะตอบอย่างไม่ต้องสงสัย: เพื่อการล่าสัตว์ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้การทำงานของมันหมดลง นอกจากนี้ยังใช้ในพื้นที่ต่อไปนี้:

• สำหรับฉนวนมิงค์ก่อนฤดูหนาว
• เพื่อสร้างรังไหมซึ่งลูกหลานจะโตเต็มที่
• เพื่อป้องกันฝน - แมงมุมใช้มันเพื่อสร้างทรงพุ่มที่ป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปใน "บ้าน"
• สำหรับการเดินทาง แมงมุมบางตัวอพยพด้วยตัวเองและส่งลูก ๆ ออกจากครอบครัวไปบนใยยาวที่ปลิวไปตามสายลม

การก่อตัวของวัสดุก่อสร้าง

ลองคิดดูว่าแมงมุมสานใยอย่างไร บนหน้าท้องของ "ช่างทอผ้า" มีต่อมหกอันซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนพื้นฐานของขา สารคัดหลั่งพิเศษเกิดขึ้นภายในร่างกาย ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าไหมเหลว เมื่อออกจากท่อที่หมุนอยู่ก็เริ่มแข็งตัว ด้ายเส้นหนึ่งบางมากจนมองเห็นได้ยากแม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ ด้วยอุ้งเท้าของมันตั้งอยู่ใกล้กับต่อมที่ “ทำงานอยู่” ในปัจจุบัน แมงมุมจึงบิดด้ายหลายเส้นเป็นใยเดียว โดยประมาณเหมือนกับที่ผู้หญิงทำในสมัยก่อนเมื่อหมุนตัวจากการลากจูง ในขณะที่แมงมุมสานใยซึ่งลักษณะสำคัญของใยในอนาคตนั้นถูกสร้างขึ้น - ความเหนียวหรือความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น และกลไกการเลือกคืออะไรนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้คิดออก

เทคโนโลยีการยืดกล้ามเนื้อ

เพื่อให้มีประสิทธิภาพ ต้องขึงอวนจับระหว่างบางสิ่ง เช่น ระหว่างกิ่งก้าน เมื่อด้ายเส้นแรกถูกสร้างให้ยาวเพียงพอโดยผู้สร้างมัน เขาจะหยุดหมุนและกางอวัยวะที่หมุนอยู่ออก เขาจึงรับลม การเคลื่อนตัวของลมเพียงเล็กน้อย (แม้จะมาจากพื้นดินที่ร้อนจัด) ก็พัดพาใยไปยัง "สิ่งค้ำ" ที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งมันเกาะอยู่ แมงมุมเคลื่อนที่ไปตาม "สะพาน" (ส่วนใหญ่มักจะกลับลงมา) และเริ่มทอด้ายแนวรัศมีใหม่ เมื่อยึดฐานแน่นแล้วเท่านั้นจึงจะเริ่มเคลื่อนที่ไปรอบวงกลม โดยถักทอเส้นขวางเหนียวๆ เข้าไป ต้องบอกว่าแมงมุมเป็นสัตว์ที่ประหยัดมาก พวกเขากินใยแมงมุมที่เสียหายหรือเก่าซึ่งกลายเป็นของไม่จำเป็น และนำ “ของรีไซเคิล” มาใช้ในรอบที่สอง และตามที่ผู้สร้างกล่าวไว้ มันแก่เร็วมาก เนื่องจากแมงมุมมักจะสานใยทุกวัน (หรือกลางคืน ถ้าเป็นนักล่าเงา)

แมงมุมกินอะไร?

นี่เป็นคำถามพื้นฐานที่สำคัญ เนื่องจากแมงมุมสานใยเพื่อหาอาหารเป็นหลัก โปรดทราบว่าแมงมุมทุกสายพันธุ์เป็นสัตว์นักล่าโดยไม่มีข้อยกเว้น อย่างไรก็ตาม อาหารของพวกมันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาด วิธีการล่าสัตว์ และที่ตั้ง แมงมุมทฤษฎี (ทอผ้า) ทั้งหมดเป็นสัตว์กินแมลง และอาหารของพวกมันจะขึ้นอยู่กับรูปแบบการบินเป็นหลัก แม้ว่าตัวละครที่คลานตกลงไปบนเว็บจากต้นไม้ แต่เจ้าของก็จะไม่ดูถูกเขา ผู้ที่อาศัยอยู่ในโพรงและใกล้กับพื้นดินจะกินออร์โธปเทอราและแมลงเต่าทองเป็นส่วนใหญ่ แม้ว่าพวกมันอาจลากหอยทากหรือหนอนตัวเล็ก ๆ เข้าไปในที่กำบังของมันก็ตาม ในบรรดาความหลากหลายของสิ่งที่แมงมุมกิน ยังมีวัตถุที่ใหญ่กว่าอีกด้วย สำหรับตัวแทนทางน้ำของชนเผ่าที่เรียกว่าอาร์จิโรเนตา สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง แมลงในน้ำ และลูกปลากลายเป็นเหยื่อ ทารันทูล่ายักษ์จากต่างประเทศกินกบ นก กิ้งก่าตัวเล็ก และหนู แม้ว่าอาหารส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแมลงชนิดเดียวกันก็ตาม แต่ก็มีสายพันธุ์ที่จู้จี้จุกจิกมากกว่าเช่นกัน สมาชิกในครอบครัว Mimetidae ล่าเฉพาะแมงมุมที่ไม่ได้อยู่ในสายพันธุ์ของมัน Grammostola ทารันทูล่าขนาดใหญ่กินงูตัวเล็ก - และทำลายพวกมันในปริมาณที่น่าอัศจรรย์ แมงมุมห้าตระกูล (โดยเฉพาะแอนไซโลเมต) จับปลา และสามารถดำน้ำ ว่ายน้ำ ติดตามเหยื่อ และแม้แต่ดึงมันขึ้นบกได้