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

Související články

Agresivní opice ukradly v Indii vzorky krve s koronavirem

Agresivní opice ukradly v Indii...

Zní to jako začátek katastrofického filmu, na jehož konci planetu...
Českobudějovičtí parazitologové otestovali vakcínu proti lymské borelióze

Českobudějovičtí parazitologové...

Na světě již existuje látka, z níž by se mohla vyrábět vakcína proti lymské...
Czech Nature Photo 2020 vyhrála série fotografií o ochraně outloňů

Czech Nature Photo 2020 vyhrála...

Koordinátorka veterinární péče a welfare organizace The Kukang Rescue Program,...
Tábor odjede z Tábora pryč

Tábor odjede z Tábora pryč

Za zdánlivě banální větou v nadpisu se skrývá výrazný úspěch ZOO Tábor,...
Dokážou psi rozeznat nakažené koronavirem?

Dokážou psi rozeznat nakažené...

Britští badatelé zahájili výcvik psů, jehož cílem má být schopnost rozpoznat lidi...
Spíše než změna klimatu ohrožuje motýly způsob hospodaření s krajinou

Spíše než změna klimatu ohrožuje...

Co se stane s motýly, když se oteplí planeta? Jaký vliv má globální změna klimatu...
Jak přelstít technologii? Americká armáda chce svěřit komunikaci zvířatům

Jak přelstít technologii? Americká...

Významný podíl zvířat na komunikaci mezi vojenskými jednotkami býval...
Žil na Madagaskaru

Žil na Madagaskaru

Ostrov Madagaskar vydal paleontologům fosilii zvláštního prehistorického savce z dob...
Další holčička

Další holčička

Po šesti týdnech, jež uplynuly od narození první letošní sloní slečny,...
Další orel se stal obětí travičů

Další orel se stal obětí travičů

Ve středu 25. března 2020 byl v katastru obce Roudnice na Královéhradecku nalezen...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Pozoruhodná encyklopedie začala vznikat před 360 lety

Pozoruhodná encyklopedie začala...

Rozsáhlou zemědělskou encyklopedii Georgica curiosa začal psát její autor v...
Další holčička

Další holčička

Po šesti týdnech, jež uplynuly od narození první letošní sloní...
Náhled do jednoho z nejvyšších mrakodrapů pevninské Číny

Náhled do jednoho z nejvyšších...

Všichni v Šanghaji znají „otvírák“ neboli jednu z nejimpozantnějších...
Chytré české nabíječky elektromobilů samy komunikují se sítí

Chytré české nabíječky...

Žďárský DEL během letošního dubna uvedl na trh novou generaci chytrých nabíjecích...
Změnu městského znaku nařizuje panovnice za trest

Změnu městského znaku nařizuje...

Česká královna vdova Barbora Celská zastavuje roku 1444 město Jaroměř Jiřímu z Poděbrad. Měšťany tak chce...
Čeští herci, co se prosadili v zahraničí

Čeští herci, co se prosadili v...

Českých herců, které znají i za hranicemi, není...
Tábor odjel z Tábora pryč

Tábor odjel z Tábora pryč

Za zdánlivě banální větou v nadpisu se skrývá výrazný úspěch ZOO Tábor,...
Změří každému teplotu

Změří každému teplotu

Dvě termovizní kamery, které se na Energetickém ústavu Fakulty strojního...
Erby královských věnných měst: Přivlastnil si Hradec Králové neprávem jméno krále?

Erby královských věnných měst:...

Stará místní kronika tvrdí, že velké G ve znaku Hradce Králové značí počáteční písmeno jména Girzik, tedy...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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