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 dalekohleduVýroba 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 přádelnyPavouk 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.

Autor: Petra Soukupová
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Když si kráva odskočí: Vyměšováním...

Cesta od telete k mléku a steaku je velmi dlouhá a nákladná – a zatěžující...

Česká výprava do Afriky: Osmičlenný...

Čeští odborníci z českobudějovického biologického centra Akademie věd,...

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....

Nalezen pravděpodobně jeden z...

25 milionů let stará fosilie objevená na vzdálené stanici skotu v...

Důmyslné maskování

Je obecně známo, že samičky kolibříků bělokrkých mění po snesení vajec své...

Králík nebo pes? Kdo může za odchod...

Vymizení našich nejbližších příbuzných, neandertálců, asi před 30 000 lety je pro...

Zachycena při činu

Vědci nevycházejí z úžasu při pohledu na videozáznam pořízený na Seychelách....

Návrat plejtváků do jejich...

Plejtváky to táhne zpět do jejich původního prostředí, do vod Atlantského...

Konec karasů v Česku

Společný projekt představily v srpnu významné české organizace jako...

Odolají klimatické změně?

Korálové útesy jsou jedním z unikátních organismů, které jsou v současné době...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Elektrický mozkový implantát léčí deprese

Elektrický mozkový implantát...

Jako ohromující neurovědecký pokrok označují výzkumníci novou metodu léčby...
Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Rakovina prsu: Stále vážná hrozba

Říjen je již tradičně měsícem boje proti rakovině prsu. Díky unikátní studii Inovace pro...
„NEJ“ ze světa dinosaurů

„NEJ“ ze světa dinosaurů

Dinosauři byli v historii planety Země těmi největšími a nejtěžšími tvory,...
Využití virtuální reality pro plánování a simulaci vojenských misí

Využití virtuální reality pro...

Unikátní systém, kombinující využití virtuální reality a výcvikové haly o...
Mata Hari: Nejslavnější špionka, která nikdy žádné informace nedodala

Mata Hari: Nejslavnější špionka,...

Je 15. října 1917. První světová válka trvá už tři roky a ještě více...
Světlo svobody září z Hořic do naší země

Světlo svobody září z Hořic do...

Světlo svobody v Hořicích v Podkrkonoší neuhasíná. Na projekt dvojice...
Sezóna respiračních onemocnění udeří razantně

Sezóna respiračních onemocnění...

Podzimní sezóna respiračních onemocnění přijde letos s větší silou. Odborníci...
Když tetřívci „pšoukají“

Když tetřívci „pšoukají“

Akustická individualita může hrát v období páření u mnoha ptáků velkou roli....
Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v historii zlodějům štěstí nakonec nepřineslo

Zřejmě nejdrzejší přepadení vlaku v...

Ačkoliv přepadení vlaku je v knihách a filmech poměrně vděčným námětem, najde...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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