Pavoučí tajemství bylo odhaleno!

Nejnovější výzkum německých technologů odhalil tajemství výroby jednoho z nejpevnějších vláken na světě.Nejnovější výzkum německých technologů odhalil tajemství výroby jednoho z nejpevnějších vláken na světě.

Pavoučí vlákno rozhodně není žádná jemňoučká niť, jak by se mohla na první pohled zdát. Jeho struktura mu zajišťuje vlastnosti, které mu závidí technologové po celé planetě. Muselo by být desítky kilometrů dlouhé, aby se přetrhlo vlastní vahou, a přes mizivou tloušťku (průměrně 0,2 mikrometru) dokáže třeba i zastavit letící včelu. Pokud bychom pavoučí vlákno spředli do lanka silného jako tužka, zastavilo by v letu Boeing 747.
Kromě pevnosti se vyznačuje i obdivuhodnou pružností. Zatímco třeba ocel se může pochubit 8procentní pružností a nylon dokáže svou délku měnit o 20 %, vlákno křižáka (Araneus diadematus) lze roztáhnout až o 40 %, aniž by se přetrhlo. Není proto divu, že se odborníci honí za pavoučím tajemstvím už několik staletí.

Pavoučí vlákno v dalekohledu
Výroba pavoučího vlákna ve velkém se potýká s mnoha problémy. Pavouci jsou narozdíl od bource morušového dravci, proto je nelze chovat ve větších počtech pohromadě. Využití vlákna se tedy v minulosti omezovalo jen na produkty, které ho nevyžadují příliš velké množství, třeba na nitkový kříž v optických zařízeních.
Například vlákno největšího pavouka na světě, nephily (rozpětí nohou asi 10 cm), využívají Polynésané k výrobě vlasců na rybářské pruty, domorodci na Nových Hebridách si zas z pavučin vyrábějí jakési kloboučky na ochranu otrávených hrotů šípů. O průmyslové výrobě by však, vzhledem k nákladům na provoz potenciální pavoučí farmy, nemohla být ani řeč.

Upravená koza
Moderní biologie pak na konci minulého století přinesla možnost výroby pavoučí bílkoviny za pomoci geneticky upravených (transgenních) organismů.
Genetici si od na kost zmrzlých a následně rozemletých pavouků vypůjčili část jejich dědičné informace a tu posléze vnesli do DNA dalších organismů. Vytvořili tak brambory a tabák, u kterých byly bílkoviny součástí listů, zrodila se dokonce i koza, která pavoučí protein vylučuje do mléka. Problém ovšem byl, jak látku v roztoku donutit k polymerizaci (řetězení molekul) a vytváření pevného vlákna.

Jak to dělají pavouci?
Jak přesně pavouci navozují polymerizaci, se podařilo zjistit až letos na jaře německým vědcům z Mnichovské technické univerzity. Ve snovacích žlázách (orgán, který produkuje na vzduchu tuhnoucí tekutinu) udržují osminozí dravci své polotovary pro výrobu bílkoviny v roztoku ve formě dimerů (dvě spojené základní molekuly, které se dál nijak neřetězí) vlivem vysoké koncentrace chloridu sodného, tedy soli. Po odsolení roztoku ve snovací bradavce se mohou jednotlivé molekuly začít skládat do delších řetězců a vytvářet pevná vlákna.
Na tomto procesu se podílí změna kyselosti prostředí. Zatímco ve žláze jsou „dvojmolekuly“ naloženy v silně zásaditém roztoku, který z nich „vysává“ vodíkové ionty a znemožňuje jim tak reagovat s dalšími dimery, v kyselé bradavce již družení nic nebrání. Spustí se tu proces (oligomerizace), jenž dává vznik řetězcům o několika molekulách, která pak pokračuje polymerizací. Jejím výsledkem jsou obří molekuly s hmotností stanásobně větší než u původních dimerů.

Specializované přádelny
Pavouk má na zadečku několik párů snovacích bradavek (od jednoho do čtyř) a každý z nich obstarává jinou funkci. Například bradavky s názvem Ampulleceae spřádají vlečné vlákno, které pavouk používá jako horolezecké lano. Z bradavek Tubuliformes zas vycházejí vlákna, z nichž pavouk „splétá“ kokony, obaly pro svá vajíčka. Za pomoci produktu z bradavek Aciniformes důmyslně obaluje svou kořist a bradavky Pyriformes vyrábějí nosnou kostru pro celou pavučinu.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Výborní pěvci, nebo krasavci? Ptačí samci můžou mít jen jednu vlastnost!

Výborní pěvci, nebo krasavci? Ptačí...

Příroda spravedlivě nadělila každému od něčeho trochu. U některých druhů...
Včel kriticky ubývá. Proti smrtelným virům by je měla ochránit látka z hub

Včel kriticky ubývá. Proti smrtelným...

V poslední době kriticky ubývá včel. Jejich vymírání je způsobeno především znečištěným...
Chobotnice se po požití extáze podobají lidem

Chobotnice se po požití extáze...

Vědci z Univerzity Johnse Hopkinse přišli se vskutku zajímavými výsledky...
Jak se zapojit do výzkumu? Najdi pijáka!

Jak se zapojit do výzkumu? Najdi...

Výzkumný tým Ústavu patologické morfologie a parazitologie z veterinární univerzity v Brně...
Zvířata používají kompasový smysl

Zvířata používají kompasový smysl

Schopnost vnímat magnetické pole Země se i díky českým vědcům podařilo...
V Kanadě bylo nalezeno zachovalé tělo vlka z doby ledové

V Kanadě bylo nalezeno zachovalé...

Jednoho zdánlivě obyčejného dne roku 2016 hledala skupina kopáčů v...
Ochrana mořských želv přináší výsledky, ale je nutné vytrvat

Ochrana mořských želv přináší...

Podle kosterních nálezů mořské želvy obývají svět už 110 miliónů let....
Mořští stejnonožci si zajišťují přežití únosem

Mořští stejnonožci si zajišťují...

Jako sprostí kriminálníci se chovají mořští korýši nazývaní stejnonožci,...
Konec sýčků v Čechách? Letos ještě ne!

Konec sýčků v Čechách? Letos...

Není tomu tak dávno, co byl sýček obecný naší nejhojnější sovou, kterou mohli lidé zcela...
Technologie budou už zítra hýbat Kulaťákem

Technologie budou už zítra hýbat...

Více než 70 vystavovatelů se představí na šestém ročníku Festivalu vědy, který...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Podlehl svatý Václav svodům žen?

Podlehl svatý Václav svodům žen?

„Ty jsi ještě nikdy nespal se ženou? Měl by sis to vyzkoušet a zplodit...
Přehledně: 10 věcí, o kterých netušíte, že je vymyslel Edison

Přehledně: 10 věcí, o kterých...

Když se řekne Edison, jako první vás asi napadne žárovka. V mysli tohoto...
Nejsilnější magnet světa v Tokyu při pokusech explodoval

Nejsilnější magnet světa v Tokyu...

Věda se hrne kupředu mílovými kroky. A i zdánlivě nevinné věci, jakými...
Kanárkové dívky plnily jedovaté látky do bomb!

Kanárkové dívky plnily jedovaté...

„Máte žluté dítě. Nebojte se, to časem vybledne,“ uklidňuje lékař britskou...
Pozor! Nejkrásnější zvířata jsou současně i ta nejnebezpečnější

Pozor! Nejkrásnější zvířata jsou...

Pěkně ostrá manikúra, jedovaté sliny nebo silná agresivita. Na první pohled...
Tajemná Mona Lisa: Byla konečně odhalena její identita?

Tajemná Mona Lisa: Byla konečně...

Pokud existuje umělecké dílo, které je plné tajemství a záhad, pak je to...
Znáte 7 nejposvátnějších míst na Zemi?

Znáte 7 nejposvátnějších míst na...

Víra a náboženství provázejí lidstvo od počátku věků. Jako projevení úcty proto...
Kdo jsou nejsilnější ženy světa?

Kdo jsou nejsilnější ženy světa?

Jestli si myslíte, že ženy jsou slabší než muži, po...
Jaký byl účel tetování ledového muže? Vědci předpokládají, že léčba

Jaký byl účel tetování ledového muže?...

Ledový muž Ötzi, starý více než 5000, let si stále střeží některá ze svých...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.