Za šta se koristi web. Nevjerovatna upotreba weba u medicinske svrhe
Dok pauk plete mrežu, stručnjaci su snimili video u kojem možete detaljno vidjeti postupke artropoda. Sposobnost tkanja ažurne tkanine, mreža u obliku lijevka, čahure za larve prenosi se genetski. Mladi pauk ponavlja sve radnje svoje majke, ne videći kako se to radi. Pauci čine mrežu različitom po obliku, veličini, strukturi, koja se koristi u različite svrhe.
Kompozicija paukove mreže
To je tajna paukovih žlijezda. Nakon izolacije, rasteže se, stvrdne u obliku tankih niti. U budućnosti se prepliću, ojačavaju. Koristi se za formiranje uzorka ili kao građevinski materijal.
Od čega se sastoji paukova mreža - proteina obogaćenog alaninom, serinom, glicinom. Unutra arahnoidna žlezda supstanca je u tečnom obliku. U procesu prolaska kroz cijevi za predenje, stvrdne se, pretvara se u nit.
Odakle dolazi paukova mreža - od bradavica koje se nalaze u blizini genitalija. Unutar niti se formira kristalni protein koji povećava snagu i fleksibilnost vlakana. U zavisnosti od svrhe za koju će se mreža koristiti, mijenjaju se debljina i čvrstoća.
Zanimljivo!
Čvrstoća paukove mreže je bliska najlonu, zadržava napetost pri istezanju, sabijajući niti. Predmet obješen na dugačkoj mreži može se dugo rotirati u jednom smjeru, neće se zapetljati, čak neće pokazati otpor prilikom kretanja. Zahvaljujući ovoj osobini, pauk može dugo visiti u zraku, pričvrstiti kraj za biljku, a također i na velike udaljenosti uz pomoć naleta vjetra.
Zašto pauk plete mrežu - glavne funkcije
Web se dodjeljuje ne proizvoljno, već kada se ukaže potreba. Različiti ljudi koriste niti u različite svrhe, ali apsolutno sve ženke koriste posebnu tajnu kako bi privukle muškarce.
- Ako pažljivo razmotrite gdje ženka oslobađa mrežu, primijetit ćete da se bradavice sa tajnom nalaze u blizini genitalija. Polno zrela ženka dodatno oslobađa mirisne tvari čiji miris uhvati mužjak.
- Porodica plete mreže za zamke. Stvaranje velikih primjeraka u radijusu doseže 2 m. Gustoća platna je takva da se u njega zapliću ptica, mali glodavac i vodozemci. Insekti i njihove larve se zapliću u mreže.
- Tlo, podzemni primjerci grade jazbine u zemlji s brojnim labirintima. Mreže za hvatanje ne grade, već štite ulaz paučinom, vuku signalne niti. Svojom vibracijom određuju pristup potencijalnoj žrtvi, odmah kreću u lov.
- Paukovi žive odvojeno, okupljaju se u parove samo radi parenja. Posjed je podijeljen, kada se naruše granice, dolazi do smrtonosnih borbi. Za preseljenje, razvoj novog područja, pauk plete jaku dugu nit, pričvršćuje je za list, grančicu, spušta se, čeka nalet vjetra. Kroz zrak, člankonožac može preletjeti nekoliko stotina kilometara ili sletjeti ispod susjednog grma. Aktivna migracija počinje nakon rođenja mlade generacije pauka.
- Nakon oplodnje, ženka počinje formirati čahuru od mreže. Unutra polaže od 50 do 1000 jaja. Fiksira se na osamljenom mjestu ili se vuče kroz cijeli period razvoja ličinki.
- Od jakih niti, arahnid gradi sebi kuću, sklonište za zimovanje. Jedinstveno stvorenje- pravi gnijezdo pod vodom. U početku plete kuću od niti, ispunjava je zrakom, živi unutra, pušta mužjaka u sezonu parenja, tamo izliježe mladunčad, uvlači uhvaćenu žrtvu unutra.
- Predator omota svoj plijen u mrežu nakon ubrizgavanja toksina. Nakon toga ostavlja plijen, gleda ga sa strane dok grčevi ne prestanu. Ako grabežljivac nije gladan, objesi uhvaćeni plijen na mrežu na osamljenom mjestu u rezervi.
- Neke vrste člankonožaca omotavaju listove paučinom, razvlače dugačku nit, povlače je kako bi skrenuli pažnju grabežljivaca sa svog skloništa. Prave lutku, kojom se onda vješto upravlja. Još neki majstori tkaju splav od improvizovanih sredstava, plutaju na površini vode, hvataju mlade, ličinke i rakove.
Pauk ostavlja mreže za hvatanje uz značajna oštećenja niti od insekata. Počinje formirati novo platno nakon što je uhvaćeno 12 žrtava.
Napomenu!
Člankonožac često jede svoj izum. Ovaj fenomen se objašnjava nadopunjavanjem tijela proteinima, prisustvom vlage koja se akumulira na platnu zbog rose.
Kako pauk vrti mrežu
Mnogi pauči su noćni, bave se "tkanjem" u mraku. Koliko dugo pauk plete mrežu zavisi od vrste artropoda. U prosjeku, tkaču kugle treba oko 1 sat da formira jake mreže za hvatanje. Ako je potrebna rekonstrukcija, proces traje nekoliko minuta.
Koliko brzo pauk vrti mrežu možete vidjeti u videu ispod. Ovaj člankonožac to radi automatski, svaki put ponavljajući isti obrazac. Najatraktivniji su ažurni uzorci kuglica. U početku se uzima jaka mreža, rastegnuta u obliku trokuta, a zatim se formiraju ćelije različitih veličina.
Zanimljivo!
Paukova mreža živi u tropske šume Brazil, toliko izdržljiv da ga lokalni ribari koriste za ulov ribe. Niti se koriste za tkanje tanke, ali vrlo izdržljive tkanine. Kraig Biocraft proizvodi pancire od prirodnih sirovina paukova.
Kako pauk plete mrežu između drveća može se vidjeti u bašti, u uvjetima divlje životinje. Ažur tkanina ili lijevak svjetluca na suncu, privlači insekte. Ali sam proces, poput pauka koji vuče mrežu između dva stabla, zaslužuje divljenje. U početku se grabežljivac spušta, čeka nalet vjetra, kreće se kroz zrak do susjednog drveta i tamo fiksira drugi kraj. Onda stvar ostaje mala.
Tokom leta, pauk kontroliše brzinu podešavanjem dužine konca. Kada je izdužen, kreće se sporije, a kada je skupljen, kreće se brže. Da biste sletjeli, morate baciti mrežu na biljku, drvo.
Mreža je vrsta tajne koju proizvode paukove žlijezde. Takva tajna, nakon kratkog vremena nakon izolacije, može se učvrstiti u obliku jakih proteinskih filamenata. Mrežu ne luče samo pauci, već i neki drugi predstavnici grupe arahnida, uključujući lažne škorpije i grinje, kao i stonoge.
Kako pauci stvaraju mreže?
Veliki broj paukovih žlijezda nalazi se u trbušnoj šupljini pauka. Kanali takvih žlijezda otvaraju se u najmanje rotirajuće cijevi, koje imaju pristup završnom dijelu posebnih paukovih bradavica. Broj rotirajućih cijevi može varirati ovisno o vrsti pauka. Na primjer, vrlo uobičajeni križni pauk ih ima pet stotina.
Ovo je zanimljivo! U arahnoidnim žlijezdama proizvodi tečnu i viskoznu proteinsku tajnu, čija je karakteristika sposobnost da se gotovo trenutno stvrdne pod utjecajem zraka i pretvori u tanke dugačke niti.
Proces predenja mreže sastoji se od pritiskanja bradavica paukove mreže na podlogu. Prvi, beznačajni dio oslobođene tajne učvršćuje se i sigurno se lijepi za podlogu, nakon čega pauk izvlači viskoznu tajnu pomoću stražnjih nogu. U procesu uklanjanja pauka s mjesta pričvršćenja mreže, proteinska tajna se rasteže i brzo se stvrdne. Do danas postoji sedam dobro poznatih i dobro proučenih različite vrste paukove žlezde koje proizvode različite vrste niti.
Sastav i svojstva weba
Paukova mreža je proteinsko jedinjenje, koje takođe uključuje glicin, alanin i serin. Unutrašnji deo Formirane niti su predstavljene krutim proteinskim kristalima, čija veličina ne prelazi nekoliko nanometara. Kristali se drže zajedno visoko elastičnim proteinskim vezama.
Ovo je zanimljivo! Neobično svojstvo mreže je njena unutrašnja šarka. Kada je obješen na paukovoj mreži, bilo koji predmet se može rotirati neograničen broj puta, bez uvijanja.
Primarne niti su isprepletene paukom i postaju deblje arahnoidno vlakno. Pokazatelji čvrstoće mreže su bliski onima od najlona, ali mnogo jači od tajne svilene bube. Ovisno o svrsi za koju bi se mreža trebala koristiti, pauk može osloboditi ne samo ljepljivu, već i suhu nit čija debljina znatno varira.
Web funkcije i njihova svrha
Mrežu pauci koriste u razne svrhe. Sklonište satkano od jake i pouzdane mreže omogućava vam stvaranje najpovoljnijih mikroklimatskih uvjeta za člankonošce, a služi i kao dobro sklonište, kako od lošeg vremena, tako i od brojnih prirodnih neprijatelja. Mnogi člankonošci pauči u stanju su da svojom mrežom opletu zidove svoje kune ili od nje naprave svojevrsna vrata u nastambu.
Ovo je zanimljivo! Neke vrste koriste mrežu kao vid transporta, a mladi pauci napuštaju roditeljsko gnijezdo na dugačkoj paučini koju vjetar pokupi i prenese na znatne udaljenosti.
Najčešće, pauci koriste mreže za tkanje ljepljivih mreža za hvatanje, što omogućava učinkovito hvatanje plijena i pružanje hrane člankonošcima. Ništa manje poznate su takozvane čahure jaja iz mreže, unutar kojih se pojavljuju mladi pauci.. Neke vrste tkaju sigurnosne niti za zaštitu člankonožaca od pada tokom skoka i da se pomjere ili uhvate plijen.
Web za reprodukciju
Sezonu parenja karakterizira dodjela niti paučine od strane ženki, koje vam omogućavaju da pronađete optimalni par za parenje. Na primjer, mužjaci puževa u stanju su pored mreža koje stvaraju ženke izgraditi minijaturne parne paučine vezice u koje se namamljuju pauci.
Mužjaci krstastih paukova spretno pričvršćuju svoje horizontalne mreže na radijalno raspoređene niti mreže za hvatanje koje prave ženke. Snažnim udarcima udovima u mrežu, mužjaci izazivaju vibriranje mreže i na tako neobičan način pozivaju ženke na parenje.
Mreža za hvatanje plijena
Kako bi uhvatile svoj plijen, mnoge vrste pauka pletu posebne mreže za hvatanje, ali neke vrste karakteriziraju korištenje neobičnih lasoa i niti. Pauci koji se skrivaju u nastambama u jazbinama postavljaju signalne niti koje se protežu od trbuha artropoda do samog ulaza u njegovo sklonište. Kada plijen upadne u zamku, vibracija signalne niti se trenutno prenosi na pauka.
Ljepljive spiralne mreže za hvatanje su izgrađene na malo drugačijem principu.. Prilikom stvaranja, pauk počinje tkati od ruba i postupno se kreće prema središnjem dijelu. U ovom slučaju se nužno održava isti razmak između svih zavoja, što rezultira takozvanom "Arhimedovom spiralom". Konci na pomoćnoj spirali su posebno izgrizeni od strane pauka.
Web za osiguranje
Pauci skačući koriste web niti kao osiguranje kada napadaju žrtvu. Pauci pričvršćuju sigurnosnu nit mreže na bilo koji predmet, nakon čega člankonožac skače na namjeravani plijen. Isti konac, pričvršćen za podlogu, koristi se za noćenje i osigurava člankonožaca od napada svih vrsta prirodnih neprijatelja.
Ovo je zanimljivo! Južnoruske tarantule, napuštajući svoje stanište, za sobom povlače najtanji konac paučine, što im omogućava da brzo pronađu, ako je potrebno, put nazad ili ulaz u sklonište.
Mreža kao transport
Do jeseni neke vrste pauka izlegu mlade. Mladi pauci koji su preživjeli u procesu odrastanja pokušavaju da se popnu što više, koristeći drveće, visoko grmlje, krovove kuća i drugih objekata, ograde za tu svrhu. Sačekavši dovoljno jak vjetar, mali pauk oslobađa tanku i dugu paučinu.
Udaljenost kretanja direktno ovisi o dužini takve transportne mreže. Nakon što sačeka dobru napetost mreže, pauk joj odgrize kraj i vrlo brzo poleti. U pravilu, "putnici" mogu letjeti nekoliko kilometara na mreži.
Srebrni pauci koriste mrežu kao vodeni transport. Ovaj pauk treba da diše da bi lovio u vodi atmosferski vazduh. Kada se spušta na dno, člankonožac je u stanju uhvatiti dio zraka i dalje vodenih biljaka od mreže je napravljeno svojevrsno zračno zvono, koje zadržava zrak i omogućava pauku da lovi svoj plijen.
Objašnjenje razloga i odgovarajuća rasprava mogu se naći na stranici Wikipedija:Briše se/16. juna 2017. |
Julia Mikhailova - Gertruda, prijateljica, a od 4. sezone - Tumanova žena (umrla od udarca u glavu mesinganim zglobovima u 12. epizodi 5. sezone)
Marina Weinbrand - Marina Solomatina, kapetan/mlađi savjetnik pravde, istražitelj Tužilaštva/istražnog odbora, bivša devojka Tumanova, čeka dijete od njega
Ksenia Dementieva - Natalija Maretskaja, Grekovljeva žena
Ilja Rogovin - Ilya Golitsyn, forenzičar, informatičar(od sezone 6)
Sergej Plaskin - Stepanych, sudski veštak(od sezone 6)
Kiril Gracinski - Grigorij Žurbin, policijski poručnik, bivši radnik odeljenja "K", tehničar(od sezone 6)
Anna Bachalova - Anastasia Malinkina, kardiolog, ljubavnica Tumanova(od sezone 7)
Anastasija Sapožnikova - Olga Medyanik, službenica Odjeljenja za unutrašnju sigurnost(od sezone 8)
TV rejting
| Sezona | Kol epizode |
Prva epizoda sezone | Poslednja epizoda sezone | Prosječna publika (u milionima) |
||
|---|---|---|---|---|---|---|
| datum | Broj gledalaca (u milionima) |
datum | Broj gledalaca (u milionima) |
|||
| 1 | 16 | 10. septembra 2008 | ||||
| 2 | 12 | 15. januara 2009 | ||||
Pauci pripadaju najstarijim stanovnicima Zemlje: tragovi prvih arahnida pronađeni su u stijenama koje su stare 340-450 miliona godina. Pauci su oko 200-300 miliona godina stariji od dinosaurusa i više od 400 miliona godina stariji od prvih sisara. Priroda je imala dovoljno vremena ne samo da umnoži broj vrsta pauka (poznato ih je oko 60 hiljada), već i da mnoge od ovih osmonožnih grabežljivaca opremi nevjerojatnim sredstvom za lov - paučinom. Uzorak mreže može biti različit ne samo kod različitih vrsta, već i kod jednog pauka u prisustvu određenih hemijske supstance kao što su eksplozivi ili droge. Pauci su čak trebali biti lansirani u svemir kako bi proučavali učinak mikrogravitacije na uzorak mreže. Međutim, najviše misterija skrivala je supstanca od koje se mreža sastoji.
Mreža se, kao i naša kosa, životinjska dlaka, niti svilene bube, sastoji uglavnom od proteina. Ali polipeptidni lanci u svakoj paučinoj mreži isprepleteni su na tako neobičan način da su dobili gotovo rekordnu snagu. Jedna nit koju proizvodi pauk je jaka kao čelična žica istog prečnika. Konopac satkan od paučine, samo otprilike debljine olovke, mogao je držati na mjestu buldožer, tenk, pa čak i tako moćan airbus kao što je Boeing 747. Ali gustoća čelika je šest puta veća od gustoće paučine.
Poznato je kolika je čvrstoća svilenih niti. Klasičan primjer je zapažanje doktora iz Arizone još 1881. godine. Pred ovim doktorom došlo je do pucnjave u kojoj je jedan od strijelaca ubijen. Dva metka su pogodila grudi i prošla pravo kroz njih. U isto vrijeme, komadići svilene maramice virili su sa stražnje strane svake rane. Meci su prošli kroz odjeću, mišiće i kosti, ali nisu uspjeli probiti svilu na koju su naišli.
Zašto se onda u inženjerstvu koriste čelične konstrukcije, a ne one lakše i elastičnije od materijala sličnog paučini? Zašto svileni padobrani nisu zamijenjeni istim materijalom? Odgovor je jednostavan: pokušajte napraviti takav materijal koji pauci lako proizvode svakodnevno - neće uspjeti!
Naučnici iz cijelog svijeta dugo su proučavali hemijski sastav mreže osmokrakih tkalaca, a danas je slika njene strukture manje-više u potpunosti otkrivena. Mrežni filament ima unutrašnje jezgro od proteina zvanog fibroin, a oko njega su koncentrični slojevi glikoproteinskih nanovlakna. Fibroin čini otprilike 2/3 mase mreže (i uzgred rečeno, prirodnog svilenog vlakna). To je viskozna, sirupasta tečnost koja se polimerizuje i stvrdnjava na vazduhu.
Glikoproteinska vlakna, koja mogu imati samo nekoliko nanometara u prečniku, mogu biti paralelna sa osi fibroinskog filamenta ili formirati spirale oko filamenta. Glikoproteini - složeni proteini koji sadrže ugljikohidrate i imaju molekulsku težinu od 15.000 do 1.000.000 amu - prisutni su ne samo u paucima, već iu svim tkivima životinja, biljaka i mikroorganizama (neki proteini u krvnoj plazmi, mišićnom tkivu, ćelijskim membranama itd. .).
Tokom formiranja mreže, glikoproteinska vlakna se međusobno povezuju zbog vodoničnih veza, kao i veza između CO i NH grupa, a značajan udio veza nastaje u arahnoidnim žlijezdama pauka. Molekuli glikoproteina mogu formirati tečne kristale sa fragmentima u obliku štapa koji su naslagani paralelno jedan s drugim, što daje strukturi čvrstoću čvrste tvari uz zadržavanje sposobnosti da teče poput tekućine.
Glavne komponente mreže su najjednostavnije aminokiseline: glicin H 2 NCH 2 COOH i alanin CH 3 CHNH 2 COOH. Mreža također sadrži neorganske tvari - kalij hidrogen fosfat i kalijev nitrat. Njihove funkcije se svode na zaštitu mreže od gljivica i bakterija i, vjerovatno, stvaranje uvjeta za stvaranje same niti u žlijezdama.
Posebnost weba je ekološka prihvatljivost. Sastoji se od supstanci koje se lako apsorbuju u prirodnom okruženju i ne šteti ovoj sredini. S tim u vezi, web još uvijek nema analoge stvorene ljudskom rukom.
Pauk može razlikovati do sedam niti različite strukture i svojstava: neke za hvatanje "mreža", druge za vlastito kretanje, treće za signalizaciju, itd. Gotovo sve ove niti mogle bi se široko koristiti u industriji i svakodnevnom životu ako bi se u mogućnosti da uspostave svoju široku proizvodnju. Međutim, teško da je moguće "ukrotiti" pauke, poput svilene bube, organizirati neobične farme pauka: agresivne navike pauka i osobine pojedinog farmera u njihovom karakteru to neće dopustiti. A za proizvodnju samo 1 m tkanine od mreže potrebno je više od 400 paukova da „radi“.
Da li je moguće reproducirati kemijske procese koji se odvijaju u tijelu pauka i kopirati prirodni materijal? Naučnici i inženjeri su dugo razvili tehnologiju kevlara - aramidnih vlakana:
dobijene u industrijskom obimu i približavaju se svojstvima mreže. Vlakna od kevlara su pet puta slabija od paučine, ali i dalje toliko jaka da se od njih prave laki pancirci, zaštitni šlemovi, rukavice, užad itd. Ali kevlar se dobija u vrućim rastvorima sumporne kiseline, dok je pauku potrebna obična temperatura. Hemičari još ne znaju kako pristupiti takvim uslovima.
Međutim, biohemičari su pristupili rješenju problema nauke o materijalima. Prvo su identificirani i dešifrirani geni pauka, programirajući formiranje niti jedne ili druge strukture. Danas se radi o 14 vrsta pauka. Tada su američki stručnjaci iz nekoliko istraživačkih centara (svaka grupa samostalno) uveli ove gene u bakterije, pokušavajući da u otopini dobiju prave proteine.
Naučnici iz kanadske biotehnološke firme Nexia uveli su takve gene u miševe, zatim su prešli na koze, a koze su počele davati mlijeko sa samim proteinom koji formira nit mreže. U ljeto 1999. godine, dvije afričke male koze, Peter i Webster, genetski su programirane da proizvode potomke koza čije mlijeko je sadržavalo ovaj protein. Ova pasmina je dobra jer potomci postaju odrasli već u dobi od tri mjeseca. Kompanija i dalje ćuti o tome kako napraviti konce od mlijeka, ali je već registrovala naziv novog materijala koji je stvorila - "BioSteel" ("biočelik"). Članak o svojstvima "biočelika" objavljen je u časopisu "Nauka" ("Nauka", 2002, vol. 295, str. 427).
Njemački stručnjaci iz Gaterslebena otišli su drugim putem: u biljke su uveli paukove gene - krompir i duhan. Uspeli su da dobiju do 2% rastvorljivih proteina u gomoljima krompira i listovima duvana, koji se uglavnom sastoje od spidroina (glavnog fibroina pauka). Pretpostavlja se da će se, kada proizvedene količine spidroina postanu značajne, od njega pre svega praviti medicinski zavoji.
Mlijeko dobiveno od genetski modificiranih koza teško se može razlikovati po ukusu od prirodnog. Genetski modificirani krompir je sličan običnom: u principu se može i kuhati i pržiti.
Bilješka!
Uredništvo
Biomolekul visoko cijeni radoznalost i interesovanje za pronalazak. Po drugi put u takmičenju bio/mol/tekst, izumitelj Yuri Shevnin dijeli svoje ideje i otkrića sa publikom našeg portala. Uredništvo je impresionirano autorovim kreativnim pristupom i željom da znanje podijeli s drugima, međutim, mora se imati na umu da ovaj članak nije rigorozna naučna studija, te da nove medicinske zavoje opisane u njemu tek treba testirati. mogućnost primene u kliničkoj praksi.
Sponzor nominacije Najbolji članak o mehanizmima starenja i dugovječnosti” je Fondacija Science for Life Extension. Nagradu publike sponzorirao je Helicon.
Pokrovitelji takmičenja: Laboratorija za 3D Bioprinting Solutions za biotehnološka istraživanja i Visual Science Studio za naučnu grafiku, animaciju i modeliranje.
Ušao sam u susednu prostoriju, gde su zidovi i plafon bili potpuno prekriveni paučinom, osim uskog prolaza za pronalazača. Čim sam se pojavio na vratima, ovaj je glasno viknuo da budem oprezniji i da mu ne pokidam mreže. Počeo je da se žali fatalna greškašto je svijet do sada radio, koristeći se radom svilenih buba, dok uvijek imamo pri ruci mnoštvo insekata, beskrajno superiornih od pomenutih crva, jer su obdareni osobinama ne samo predilica, već i tkalaca. Pronalazač je dalje istakao da bi se zbrinjavanjem pauka u potpunosti eliminisao trošak bojenja tkanina, a u to sam se prilično uvjerio kada nam je pokazao puno prekrasnih raznobojnih mušica kojima je hranio pauke i čija je boja, prema njega, mora se nužno prenijeti na pređu koju je napravio pauk. A kako je imao muhe svih boja, nadao se da će zadovoljiti svačiji ukus, čim nađe odgovarajuću hranu za mušice u obliku gume, ulja i drugih ljepljivih materija, i tako dati veću gustoću i snagu mušicama. niti paučine.
D. Swift
Guliverova putovanja. Putovanje u Laputu (1725.)
Medicinski zavoji od paukove mreže
Zbog činjenice da je donacija skupa, imajući veliki broj ograničenja u pravcu medicine, naučnici i doktori širom svijeta rade na razvoju alternativne metode obnavljanje oštećenja ljudskog organizma. Istovremeno, rasprostranjena pojava oblika mikroorganizama otpornih na lijekove, prisutnost toksičnih, alergenih i drugih nuspojava u antibioticima i lijekovima za kemoterapiju diktiraju potrebu traženja novih netoksičnih lijekova sa antimikrobno dejstvo i stimulativno djelovanje na procese oporavka. Slična svojstva mogu se dati, na primjer, zavojima i zavojima protiv opekotina. Opekline su jedna od najčešćih traumatskih ozljeda u svijetu. U Rusiji se svake godine registruje više od 600 hiljada opekotina. Po broju smrtnih slučajeva, opekotine su na drugom mestu nakon povreda zadobijenih u saobraćajnim nesrećama.
Čini se da autor obećava da će nabaviti obloge i obloge protiv opekotina sa weba. Svila je pristupačniji materijal, a njena proizvodnja već postoji. Međutim, mreža, zbog posebne topologije molekula i strukture u cjelini, ima velike perspektive za medicinske obloge i matrice u tehnologiji skela * ( tehnologija skela, sa engleskog. skela- šume, skele) - uzgoj ćelija na trodimenzionalnim supstratima prirodnog ili vještačkog porijekla s ciljem prostornog formiranja izraslog organa ili njegovog fragmenta (Sl. 1).
* - O nekim drugim predivna svojstva paučina "Biomolekula" je ranije rekao: " "Pametno" web ljepilo» . - Ed.
Slika 1. Web Linothele megatheloides pod mikroskopom
Prema elektronskoj mikroskopiji, matrice fibroina svile i rekombinantnog spidroina (web protein) razlikuju se u parametrima pora. Stijenke pora u fibroinskim matriksima imaju ujednačeniju strukturu sa ljuskavom hrapavom površinom, dok spidroinske matrice imaju labaviju strukturu sa perforiranom površinom. Unutrašnja nanoporozna struktura rekombinantnog spidroinskog matriksa objašnjava njegovu sposobnost da formira povoljnije mikrookruženje za regeneraciju tkiva u tijelu. Međusobna povezanost struktura je neophodno stanje za ravnomernu distribuciju ćelija i efikasan rast tkiva in vivo, jer promoviše aktivnu razmjenu plina, isporuku hranljive materije i pravilan metabolizam.
Ovo nevjerovatno svojstvo weba poznato je već dugo vremena. IN tradicionalna medicina postoji takav recept: da zaustavite krv, možete pričvrstiti mrežu na ranu ili ogrebotinu, pažljivo je očistite od zaglavljenih insekata i malih grančica.
Mreža ima hemostatski učinak i ubrzava zacjeljivanje oštećene kože. Hirurzi i transplantolozi bi ga mogli koristiti kao materijal za šivanje i učvršćivanje implantata, kao i kao okvir za uzgoj umjetnih organa. Na primjer, ako je mrežasti okvir napravljen od paučine impregniran otopinom matičnih stanica, one će se brzo ukorijeniti na njemu, žile i živci će se rastegnuti do stanica. Sama mreža će se na kraju rastvoriti bez traga. Uz pomoć mreže moguće je značajno poboljšati svojstva mnogih materijala koji se trenutno koriste u medicini. Na primjer, mreža ima elektrostatički naboj koji pomaže paucima da privuku plijen. Ovo punjenje mreže može se koristiti i kao dio medicinskih zavoja. Mreža je negativno nabijena, a oštećeni dio tijela pozitivno. Dakle, kada rana stupi u interakciju sa mrežom, uspostavlja se električna ravnoteža, što pozitivno utiče na proces zarastanja. Zavoji s paučinom, zbog elektrostatičke interakcije s ranom, izvlače mikroorganizme iz nje i zadržavaju ih unutar samog zavoja, sprječavajući ih da se razmnožavaju.
Sastav mreže uključuje tri supstance koje doprinose njegovoj trajnosti: pirolidin, kalijum hidrogen fosfat I kalijev nitrat. Pirolidin snažno upija vodu; ova supstanca sprečava da se paučina osuši. Kalijum hidrogen fosfat zakiseljuje mrežu i sprečava rast gljivica i bakterija. Nizak pH uzrokuje denaturaciju proteina (čini ih netopivim). Kalijum nitrat inhibira rast bakterija i gljivica.
Zavoj od paučine obezbeđuje odliv eksudata rane i mikroorganizama sa površine rane, inhibira patogenu mikrofloru, deluje antiedematozno i protivupalno. Impregniran anestetikom, on će i anestezirati, stvarajući optimalne uslove za odvijanje procesa zarastanja.
Istorija web produkcije
Glavni problem za široku upotrebu proizvoda koji sadrže mrežu je teškoća pribavljanja u industrijskim razmjerima. Stotinama godina u Evropi ljudi su pokušavali da izgrade farme paukove svile. U martu 1665. godine livade i ograde kod njemačkog Merseburga bile su prekrivene nevjerovatnom količinom mreže nekakvih paukova, a od nje su žene iz okolnih sela izrađivale za sebe vrpce i druge ukrase.
Godine 1709. francuska vlada je zatražila od prirodnjaka Renéa Antoinea de Réaumura da pronađe zamjenu za kinesku svilu i pokuša koristiti mrežu za izradu odjeće. Skupljao je mrežu paučjih čahura i pokušavao napraviti rukavice i čarape, ali je nakon nekog vremena odustao od ovog poduhvata zbog nedostatka materijala čak i da bi proizveo jedan par rukavica. Izračunao je da će biti potrebno 522-663 pauka za obradu jedne funte paukove svile. A industrijska proizvodnja će zahtijevati horde pauka i oblake muva da ih hrane – više nego muhe nad cijelom Francuskom. “Međutim,” napisao je Reaumur, “možda će s vremenom biti moguće pronaći pauke koji daju više svile od onih koji se obično nalaze u našoj državi.”
Pronađeni su takvi pauci - bili su pauci iz roda Nephila. Nedavno je od njihove mreže ispleten ogrtač težak više od kilograma. Gdje žive ovi divni pauci - u Brazilu i Madagaskaru - lokalno stanovništvo koristite mrežu za izradu pređe, šalova, ogrtača i mreža, sakupljanje iz grmlja ili odmotavanje čahura jaja. Ponekad se konac izvlači direktno iz pauka koji se stavlja u kutiju - iz njega viri samo vrh njegovog trbuha sa paukovom mrežom. Iz bradavica i povucite niti mreže.
Razne metode i različiti pauci eksperimentatori su dobili, na primjer, niti ove dužine: 1) za dva sata od 22 pauka - pet kilometara, 2) za nekoliko sati od jednog pauka - 450 i 675 metara, 3) u devet "odmotavanja" jednog pauka unutar 27 dana - 3060 metara. Abbé Camboué je istraživao mogućnosti pauka sa Madagaskara Goleba punctata: toliko je unapredio svoje poslovanje da je žive pauke u malim fiokama „povezao“ direktno na posebnu vrstu razboja. Razboj je izvlačio niti iz pauka i odmah od njih tkao najfinije tkanine. Pauci Goleba punctata pokušali su da se aklimatizuju u Francuskoj i Rusiji, ali ništa od toga nije bilo. U širokoj proizvodnoj mreži Nephila rijetko kada: za sadržaj Nephila ili križevi trebaju posebne farme, iako se ljeti mogu držati na lođi ili balkonu. Za rješavanje ovog stoljetnog problema potreban je moderan integrirani pristup i stvaranje optimalnih uvjeta za pauke i insekte, što je moguće bliže prirodnim.
Web produkcija danas
U 20. veku, sa pojavom hemijskih pesticida i sintetičkih tkanina, korisni insekti i pauci su zaboravljeni. Međutim, pesticidi sami po sebi nisu riješili problem štetočina usjeva. Izrađena je strategija očuvanja biodiverzitet koji omogućava integraciju korisnih insekata i pauka u sistem usjeva za prirodnu kontrolu štetočina.
Danas otvaranje novih radnih mjesta u Rusiji zahtijeva novu strategiju za smanjenje monokulturnih usjeva i izgradnju mini farmi ne samo za uzgoj kičmenjaka, već i za uzgoj pauka i insekata.
To se može uraditi iu gradovima. Problem korištenja urbanog organskog otpada danas je posebno akutan. Ovaj otpad se može koristiti za ishranu insekata. U gradovima postoje samo male farme za uzgoj cvrčaka, žohara i zofoba. Pauke uzgaja samo nekoliko entuzijastičnih čuvara. Istovremeno, podrumi i tavani, u kojima uglavnom žive ove životinje, ni na koji način se ne koriste za odlaganje organskog otpada i za uzgoj ličinki insekata i pauka.
Ciljevi nove poljoprivredne strategije su ekološki uzgoj, povećanje biodiverziteta i ostvarivanje prihoda od izgradnje i rada malih porodičnih farmi za uzgoj insekata i pauka. Ovi organizmi, njihov otrov i mreže također se mogu prodati za izvoz.
Nemoguće je sintetizirati mrežu kemijski - struktura proteina je previše složena. Sve vodeće kompanije u svijetu odustale su od pokušaja sintetiziranja weba. Nekoliko laboratorija nastavlja s radom i pokušava dobiti mrežu od kvasca, bakterija, pa čak i koza [4–6]. Svi ovi pristupi zahtijevaju vrlo sofisticiranu opremu i visoke finansijske troškove. Istovremeno, njihove niti se ispostavljaju potpuno drugačije kvalitete, inferiorne u odnosu na "original" u smislu čvrstoće i antibakterijskih svojstava. Osim toga, količina mreže koja se proizvodi u takvim laboratorijama je vrlo skromna: naučnici se ponekad prikazuju na TV-u koji demonstriraju uzorke sintetičke mreže veličine nokta u pinceti ili u maloj bočici.
Živi pauci su također napušteni da bi skupljali mrežu, iako je ova ideja više puta predlagana. Bilo je nekoliko prepreka. Prije svega, smetaju svadljivost paukova i sklonost kanibalizmu: kada se drže zajedno, ove životinje su u neprijateljstvu i jedu jedna drugu. Osim toga, većina pauka proizvodi vrlo malo mreže: procjenjuje se da bi za proizvodnju 500 grama mreže bilo potrebno 27.000 pauka srednje veličine; prema G.P. Kirsanov, pauci krstaši su proizveli 230 mg paučine za 24 sata. Četrnaest hiljada pauka iz roda Nephila dati otprilike 28 g paučine. Prema drugim izvorima, za dobijanje 29 g paučine potrebno je oko 23 hiljade pauka. Ova razlika u brojevima sugerira da je potrebno potvrditi podatke o performansama pauka. Nije poznato kakvi su pauci i "srednje veličine" razvili mrežu za vaganje u jednom ili drugom slučaju.
Prva opisana prepreka uzgoju pauka može se i treba pretvoriti u blagodat: sklonost pauka kanibalizmu potiče stvaranje kontejnera za njih izolirane jedni od drugih, čime se sprječavaju i epidemije i masovna smrtnost. Istovremeno, za proizvodnju medicinskih materijala i lijekova s mreže potrebno je koristiti ne-paukove iz roda Nephila ili križevi, i sami pauci sa najvećim arahnoidnim dodacima - Linothele megatheloides(Sl. 2) i dr Dipluridae.
Slika 2. Pauk Linothele megatheloides, žensko.
Kao rezultat studije, autor je dobio podatke da su pauci ove vrste Linothele megatheloides mjesečno proizvede više od 2 g paučine. Za to imaju dugačke (više od 20 mm) arahnoidne dodatke (slika 3). Ovi organi imaju više od hiljadu mikrofilamenata kroz koje mrežne niti izlaze poput filma.
Autor je testirao mrežu kako bi napravio obloge protiv opekotina (slika 4). Kao rezultat korištenja ove mreže na opeklinama, izlječenje je nastupilo u roku od nedelju dana. Nisu bili potrebni dodatni zavoji i uklanjanje gnoja. Dvije sedmice kasnije od opekotine nije ostao ni trag.
Slika 3. Privjesci pauka Linothele megatheloides pod mikroskopom.
Slika 4. Opeklina prekrivena zavojem sa paučinom Linothele megatheloides.
Posađeno u posebnu posudu Linothele megatheloides sat kasnije počinju sa radom i sloj po sloj pokrivaju tekstilnu podlogu kontejnera površine 1 m 2 paučinom. Za dva mjeseca, mreža jednog pauka bit će dovoljna da pokrije cijelu površinu ljudskog tijela. Ovako inovativan medicinski materijal sa paučinom bi eventualno mogao spasiti život osobi sa opekotinama preko 60% ukupne površine tijela.
Kao rezultat svojih zapažanja, autor je otkrio da, zahvaljujući posebnim dodacima ishrani, potomstvo i preživljavanje potomstva Linothele megatheloides su 100%. To je u prosjeku 50 mladih pojedinaca - potencijalnih proizvođača "druge kože" - za šest mjeseci. Potrebna su 2-3 žohara sedmično da bi se nahranila jedna ženka. Uslovi za držanje pauka su odsustvo sunčeve svetlosti, visoka vlažnost (80-90%), temperatura 28°C, kompleksna ishrana i prskanje mreže jednom nedeljno. Prilikom stvaranja povoljnih uslova za hranjenje, držanje, njegu i "muzu" pauka, moguće je postići povećanje vrtnje mreže za 2-3 puta.
Izrada zavoja i zavoja od paučine Linothele megatheloides
Pletena mrežasta podloga (na primjer, gaza sa sadržajem vlage većim od 80%) postavlja se na dno polietilenske posude. Kontejner ima perforacije za ventilaciju, senzore vlažnosti i temperature, podizni poklopac, kapilarnu mlaznicu i ventil za dovod žive hrane. Kontejneri su raspoređeni okomito, formirajući blok visok 1,5-2 metra (slika 5).
Slika 5. Stan Linothele megatheloides. ali - Pauk u posudi s pletenom podlogom. b - Šema kontejnera. in - Blok kontejnera.
Slika 6. Zavoj sa paučinom Linothele megatheloides (ali) i sterilno pakovanje za njega ( b).
Jednom mjesečno se posuda otvara, pauk se stavlja u drugu malu polietilensku posudu, uklanjaju se ostaci hrane, tekstilna podloga sa paučinom poprska se otopinom hijaluronske i pantotenske kiseline, anestetikom i antiseptikom, prekriva se polietilenom streč folija i uvijena. Zatim se rolna, zajedno sa mrežom, iseče na 10 delova i stavi u zatvoreno pakovanje (slika 6). Upakovane rolne se šalju na radijacijsku sterilizaciju. Pauk se pušta nazad u veliku posudu.
Takav zavoj nanosi se odmotavanjem i skidanjem polietilenskog sloja, paučinom na ranu ili opekotinu. Kada su mreža i tekstilna podloga zasićeni limfom, podloga se uklanja i na rani ostaje samo zacjeljujući i prozračni sloj mreže.
Nakon što čovjek zaliječi ranu flasterom sa paučinom, više nikada neće ubiti ove divne životinje.
Povećana web produkcija 
Slika 7. Dizajn farme pauka Linothele megatheloides.
Kako bi se povećala proizvodnja paučine i isključile bolesti žive hrane (žohari i cvrčci), insekti dobijaju dodatak ishrani u obliku hranljivog medijuma - dodatni izvor proteina i vitamina koji sadrži biomasu micelija penicilina i otpadnih produkata streptomicina, kao i dekvasac - od otpada proizvodnje pivskog kvasca . Hranljivi medij se čuva do dvije godine na temperaturi od +5 °C. Za hranjenje insekata, sitno sjeckana mrkva i kupus izbacuju se u zgnječeni hranjivi medij. Na takvoj hrani žohari i cvrčci ne obolijevaju, brzo rastu i razmnožavaju se. Pauci u isto vrijeme povećavaju proizvodnju mreže za 60%. Upotreba micelijske prehrane omogućava vam da stimulirate reprodukciju pauka i dobijete mrežu u najvećim mogućim količinama. Traži posao aditivi za hranu kako bi se povećala raznolikost hrane za pauke će se nastaviti. Za izradu farme za sakupljanje mreža predlaže se projekt dizajna u obliku okruglog šatora promjera 12 m sa zateznim premazom, sličan radu mreže (slika 7).
Sa razvojem ovog ekološki prihvatljivog načina stvaranja medicinskih zavoja i zavoja, mogući su eksperimenti za uzgoj produktivnijih hibrida pauka iz porodice Dipluridae. Intraspecifična hibridizacija, selekcija i posebna prehrana u ugodnim uvjetima ne isključuju genetske eksperimente za povećanje veličine pauka. Za sada to niko ne radi, a u društvu pojedinačnih uzgajivača pauka ova tema je tabu.
Moguće je proizvesti mlijeko uz pomoć gljivica i bakterija - ali zašto, kad ima krava? Mreža je mnogo složenije strukture od proteinske strukture mlijeka. Stoga se sve pretrage za sintetičkim analozima mreže mogu odgoditi za vrijeme trajanja evolucije pauka. Nove vrste dobijene genetskom modifikacijom i uzgojem rade sa porodicom Dipluridaeće povećati veličinu pauka i njihovu produktivnost mreže za proizvodnju odjeće. Mreža se može obraditi silikonom i može se dobiti tkanina za gornju odjeću jedinstvena svojstva. Takva tkanina neće koštati više od svile.
Zaključak
Opisano istraživanja stvara osnovu za novu vrstu stočarstva. Na osnovu toga, moguće je skalirati proizvodnju weba po niskoj cijeni, a samim tim i komercijalizirati je. Tržišna potražnja za bioresorbirajućim zavojima za rane je 400 hiljada dm 2 /god. Predviđeni tržišni kapacitet u ovom segmentu je 150 miliona dolara.
Projekat se može proširiti kako povećanjem proizvodnje tako i stvaranjem mini farmi za proizvodnju paučine. Bez komplikovane opreme visoke temperature, visokog pritiska i toksični materijali nisu potrebni za ovu opciju tehnologije. Trenutno se, na primjer, pčelarstvom bavi oko 5 hiljada farmi i 300 hiljada pčelara amatera, poljoprivrednika i individualnih preduzetnika. Ne mogu svi koristiti med, ali medicinski zavoji ili flasteri od paučine bit će korisni svima. Dok se tehnologija razvija i certificira, svi mogu biti pozvani da sami uzgajaju pauke i skupljaju mreže. Za sterilizaciju možete koristiti ultraljubičastu lampu. Da biste sebi osigurali dva kvadratna metra mreže, trebat će vam jedan kontejner sa ženkom Linothele megatheloides i dva mjeseca. Žensko Linothele megatheloidesživi 10 godina. Na okućnici možete postaviti izolovanu paučinu dimenzija 3 x 6 metara sa dvije prostorije (slika 8). U jednom možete sakupljati sirovine, a u drugom možete praviti niti od paučine, tkati platno i šiti odjeću. Otpada iz takve mini fabrike jednostavno nema.
Slika 8. Uzgoj mini farmi Linothele megatheloides, skupljaju svoje mreže i prave odjeću u bašti.
Od starih školjki koje je pauk ispustio tokom linjanja mogu se napraviti suveniri i nakit, punjenjem polimernom smolom. Otrov se može izdvojiti iz glava mrtvih paukova da bi se proizveli lekoviti preparati*. Povrijeđeni i bolesni će dobiti novi lijek - prirodnu "kožu" - i svi će moći napraviti takvu mini-proizvodnju.
Autor neće dobiti patente i sertifikate na temu istraživanja, jer želi da to znanje bude dostupno svima.
* - A ovih lijekova (posebno analgetika) može biti jako puno - uprkos jednom broju riječi "otrov": otrov jednog pauka može sadržavati stotine toksičnih komponenti potpuno različitih hemijske prirode. O bibliotekama toksina pauka govori članak " » . - Ed.
Književnost
- biomolekula: "'Pametno' ljepilo sa mreže";
- Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Komparativna analiza trodimenzionalne nanostrukture poroznih biorazgradivih matrica od rekombinantnog spidroina i fibroina svile za regenerativnu medicinu. ;
- U Evropi će biti izložen ogrtač od paukove svile. Stranica GlobalScience.ru, 2012;
- Tehnološka platforma "Medicina budućnosti". Web stranica Evroazijske ekonomske komisije, 2012;
- Aksenova L. (2013). Pauci će vam pomoći da zaboravite na bol. Web stranica "Gazeta.ru";
- biomolekula: "Veliki strateg nije ni sanjao".
