A quoi sert le web ? Utilisations incroyables des toiles d'araignées à des fins médicales

Comment une araignée tisse une toile, les experts ont réalisé une vidéo où vous pouvez voir en détail les actions de l'arthropode. La capacité de tisser des tissus ajourés, des filets en forme d'entonnoir et des cocons pour les larves est transmise génétiquement. La jeune araignée répète tous les gestes de sa mère, sans jamais voir comment cela se fait. Les araignées créent des toiles de différentes formes, tailles et structures et les utilisent à différentes fins.

Composition d'une toile d'araignée

C'est la sécrétion des glandes arachnoïdes. Après libération, il s'étire et durcit sous forme de fils fins. Plus tard, ils sont entrelacés et renforcés. Utilisé pour former un motif ou comme matériau de construction.

De quoi consiste une toile d'araignée - une protéine enrichie en alanine, sérine, glycine. À l'intérieur glande arachnoïde la substance est sous forme liquide. En passant dans les tubes de filature, il durcit et se transforme en fil.

La toile d’araignée provient des verrues situées près des organes génitaux. Une protéine cristalline se forme à l'intérieur du fil, augmentant la résistance et la flexibilité des fibres. En fonction de l'usage pour lequel la bande sera utilisée, l'épaisseur et la résistance changent.

Intéressant!

La résistance d'une toile d'araignée est proche de celle du nylon ; elle conserve la tension lorsque les fils sont étirés ou comprimés. Un objet suspendu sur une longue toile peut tourner longtemps dans une direction, il ne s'emmêlera pas et n'offrira même pas de résistance lors du déplacement. Grâce à cette caractéristique, l'araignée peut rester longtemps dans les airs, en attachant son extrémité à une plante, et également sur de longues distances à l'aide de rafales de vent.

Pourquoi une araignée tisse-t-elle une toile - fonctions principales

Le Web n'est pas publié arbitrairement, mais lorsque le besoin s'en fait sentir. Différentes personnes utilisent les fils à des fins différentes, mais absolument toutes les femmes utilisent un secret spécial pour attirer les hommes.

• Si vous regardez attentivement l'endroit où la femelle libère la toile, vous remarquerez que les verrues contenant des sécrétions sont situées près des organes génitaux. Une femelle sexuellement mature sécrète en outre des substances odorantes dont l'odeur est détectée par le mâle.
• La famille tisse des filets de piégeage. La création de grands spécimens dans un rayon atteint 2 M. La densité de la toile est telle que les oiseaux, petits rongeurs et amphibiens s'y empêtrent. Les insectes et leurs larves s'emmêlent dans les filets.
• Sol, les spécimens souterrains construisent des terriers dans le sol avec de nombreux labyrinthes. Ils ne construisent pas de filets de piégeage, mais protègent l'entrée avec des toiles d'araignées et des fils de signalisation extensibles. Par leur vibration, ils déterminent l'approche d'une victime potentielle et partent instantanément à la chasse.
• Les araignées mènent une vie solitaire, se rassemblant par paires uniquement pour l'accouplement. Les possessions sont divisées et si les frontières sont violées, des combats meurtriers éclatent. Pour s'installer et explorer une nouvelle zone, l'araignée tisse un long fil solide, l'attache à une feuille ou une brindille, descend et attend un coup de vent. Par voie aérienne, un arthropode peut parcourir plusieurs centaines de kilomètres ou atterrir sous un buisson voisin. La migration active commence après la naissance de la jeune génération d'araignées.
• Après la fécondation, la femelle commence à former un cocon à partir de la toile. Dépose de 50 à 1 000 œufs à l’intérieur. Il le sécurise dans un endroit isolé ou l'entraîne avec lui pendant toute la période de développement des larves.
• A partir de fils solides, l'arachnide se construit une maison, un abri pour l'hivernage. Créature unique– , construit un nid sous l’eau. Initialement, il tisse une maison avec des fils, la remplit d'air, vit à l'intérieur, laisse entrer le mâle pendant la saison des amours, y fait éclore les petits et traîne la victime capturée à l'intérieur.
• Le prédateur enveloppe sa proie avec une toile après avoir injecté la toxine. Après cela, il quitte la proie et la regarde de côté jusqu'à ce que les convulsions cessent. Si le prédateur n'a pas faim, il accroche la proie capturée à une toile dans un endroit isolé servant de réserve.
• Certaines espèces d'arthropodes enveloppent les feuilles dans des toiles d'araignées, étendent un long fil et le tirent pour détourner l'attention des prédateurs de leur abri. Ils fabriquent une marionnette qui est ensuite habilement contrôlée. Un autre artisan utilise des matériaux improvisés pour tisser un radeau, flotter à la surface de l'eau et attraper des alevins, des larves et des crustacés.

L'araignée quitte ses filets de capture lorsque les fils sont considérablement endommagés par les insectes. Commence à former une nouvelle toile après 12 victimes capturées.

Sur une note !

L'arthropode mange souvent son invention. Ce phénomène s'explique par la reconstitution du corps en protéines et la présence d'humidité, qui s'accumule sur la toile à cause de la rosée.

Comment une araignée tisse une toile

De nombreux arachnides sont nocturnes et se livrent à des « tissages » dans l’obscurité. Le temps nécessaire à une araignée pour tisser une toile dépend du type d'arthropode. En moyenne, le tisserand d'orbes met environ 1 heure pour former de solides filets de piégeage. Si une reconstruction est nécessaire, le processus prend quelques minutes.

La rapidité avec laquelle l'araignée tisse sa toile est visible dans la vidéo ci-dessous. L'arthropode le fait automatiquement, en répétant le même schéma à chaque fois. Les plus attrayants sont les motifs ajourés des tisserands d'orbes. Initialement, une toile solide est prise, étirée en forme de triangle, puis des cellules de différentes tailles sont formées.

Intéressant!

Le Web qui vit dans forêts tropicales Le Brésil, si fort que les pêcheurs locaux l'utilisent pour pêcher. Les fils sont utilisés pour tisser un tissu fin mais très résistant. Kraig Biocraft fabrique des gilets pare-balles à partir de matériaux naturels d'araignée.

Comment une araignée tisse une toile entre les arbres peut être vue dans le jardin, dans des conditions faune. Un tissu ajouré ou un entonnoir scintille au soleil et attire les insectes. Mais le processus lui-même, comme une araignée tendant sa toile entre deux arbres, mérite l’admiration. Initialement, le prédateur descend, attend une rafale de vent, se déplace dans les airs jusqu'à un arbre voisin et y attache l'autre extrémité. L’affaire reste alors minime.

Pendant le vol, l'araignée contrôle sa vitesse en ajustant la longueur du fil. En allongeant, il se déplace plus lentement, en raccourcissant, il se déplace plus rapidement. Pour atterrir, vous devez lancer une toile sur une plante ou un arbre.

La toile est une sorte de secret produit par les glandes arachnoïdes. Une telle sécrétion, peu de temps après sa libération, est capable de se solidifier sous la forme de fils protéiques solides. Les toiles d'araignées sont produites non seulement par les araignées, mais également par certains autres représentants du groupe des arachnides, notamment les pseudoscorpions et les acariens, ainsi que les labiopodes.

Comment les araignées fabriquent des toiles

Un grand nombre de glandes arachnoïdes sont situées dans la cavité abdominale de l'araignée.. Les conduits de ces glandes s'ouvrent dans de minuscules tubes en rotation qui ont accès à l'extrémité de verrues arachnoïdiennes spéciales. Le nombre de tubes tournants peut varier selon le type d'araignée. Par exemple, la très commune araignée croisée en compte cinq cents.

C'est intéressant! Les glandes arachnoïdes produisent une sécrétion de protéines liquide et visqueuse dont la particularité est la capacité de durcir presque instantanément sous l'influence de l'air et de se transformer en longs et fins fils.

Le processus de filage d’une toile consiste à presser les verrues d’araignées sur un substrat. La première partie insignifiante de la sécrétion libérée durcit et adhère de manière fiable au substrat, après quoi l'araignée retire la sécrétion visqueuse à l'aide de ses pattes postérieures. Lors du retrait de l'araignée du site de fixation de la toile, la sécrétion de protéines s'étire et durcit rapidement. A ce jour, sept sont connus et assez bien étudiés. différents types glandes arachnoïdes qui produisent différents types fils de discussion

Composition et propriétés du web

La toile d'araignée est un composé protéique qui contient également de la glycine, de l'alanine et de la sérine. Intérieur Les filaments formés sont représentés par des cristaux de protéines rigides dont la taille ne dépasse pas plusieurs nanomètres. Les cristaux sont maintenus ensemble par des liaisons protéiques hautement élastiques.

C'est intéressant! Une propriété inhabituelle du Web est son articulation interne. Lorsqu'il est accroché à une toile d'araignée, n'importe quel objet peut pivoter un nombre illimité de fois sans se tordre.

Les fils primaires sont entrelacés par l'araignée et deviennent des fibres d'araignée plus épaisses.. Les indicateurs de résistance de la toile sont proches de ceux du nylon, mais sont bien plus forts que la sécrétion du ver à soie. Selon l'usage auquel la toile est destinée, l'araignée peut produire non seulement du fil collant, mais également sec, dont l'épaisseur varie considérablement.

Fonctions du Web et son objectif

Les toiles sont utilisées par les araignées à diverses fins. Tissé à partir de matériaux durables et site Internet fiable l'abri permet de créer les conditions microclimatiques les plus favorables pour les arthropodes, et sert également de bon abri tant contre les intempéries que contre de nombreux ennemis naturels. De nombreux arachnides arthropodes sont capables de tisser leur toile autour des parois de leur terrier ou d’en faire une sorte de porte d’accès à leur maison.

C'est intéressant! Certaines espèces utilisent des toiles comme moyen de transport, et les jeunes araignées quittent le nid parental sur de longs fils de toile, qui sont ramassés par le vent et transportés sur des distances considérables.

Le plus souvent, les araignées utilisent des toiles pour tisser des réseaux de piégeage collants, ce qui leur permet d'attraper efficacement leurs proies et de fournir de la nourriture à l'arthropode. Non moins célèbres sont les soi-disant cocons d'œufs fabriqués à partir de toiles, à l'intérieur desquels apparaissent de jeunes araignées.. Certaines espèces tissent des fils de sécurité en forme de toile qui empêchent les arthropodes de tomber en sautant et de déplacer ou d'attraper des proies.

Web pour la reproduction

La saison de reproduction est caractérisée par la libération de fils arachnoïdiens par la femelle, qui permettent de trouver le couple optimal pour l'accouplement. Par exemple, les lanceurs de toile mâles sont capables de construire, à côté des filets créés par les femelles, des lacets de toile d'accouplement miniatures dans lesquels les araignées sont attirées.

Les araignées croisées mâles attachent adroitement leurs toiles horizontales à des brins de toiles de piégeage disposés radialement et fabriqués par les femelles. En frappant la toile à coups violents avec leurs membres, les mâles font vibrer la toile et invitent de cette manière inhabituelle les femelles à s'accoupler.

Toile pour attraper des proies

Afin d'attraper leurs proies, de nombreuses espèces d'araignées tissent des filets de piégeage spéciaux, mais certaines espèces se caractérisent par l'utilisation de lassos et de fils particuliers. Les araignées qui se cachent dans des terriers placent des fils de signalisation qui s’étendent de l’abdomen de l’arthropode jusqu’à l’entrée même de son abri. Lorsqu'une proie tombe dans le piège, la vibration du fil signal est instantanément transmise à l'araignée.

Les filets de piégeage collants en spirale sont construits selon un principe légèrement différent. Lors de sa création, l'araignée commence à tisser à partir du bord et se déplace progressivement vers la partie centrale. Dans ce cas, le même écart entre tous les tours est nécessairement maintenu, ce qui donne ce qu'on appelle la « spirale d'Archimède ». Les fils de la spirale auxiliaire sont spécialement mordus par l'araignée.

Web pour l'assurance

Les araignées sauteuses utilisent les fils Web comme assurance lorsqu'elles attaquent une victime. Les araignées attachent un fil de toile de sécurité à n'importe quel objet, après quoi l'arthropode saute sur la proie prévue. Le même fil, attaché au substrat, sert d’abri pendant la nuit et protège l’arthropode des attaques de toutes sortes d’ennemis naturels.

C'est intéressant! Les tarentules du sud de la Russie, quittant leur terrier, tirent derrière elles un fin fil de toile, qui leur permet de retrouver rapidement le chemin du retour ou l'entrée de l'abri si nécessaire.

Le Web comme moyen de transport

À l’automne, certaines espèces d’araignées font éclore leurs petits. Les jeunes araignées qui survivent au processus de croissance essaient de grimper le plus haut possible, en utilisant à cet effet des arbres, de grands buissons, des toits de maisons et d'autres bâtiments, des clôtures. Après avoir attendu assez longtemps vent fort, une petite araignée produit une toile fine et longue.

La distance de déplacement dépend directement de la longueur d'une telle bande de transport. Après avoir attendu une bonne tension de la toile, l'araignée mord son extrémité et s'en va très vite. En règle générale, les « voyageurs » sont capables de parcourir plusieurs kilomètres sur une toile.

Les araignées argentées utilisent des toiles pour transporter l’eau. Cette araignée a besoin de respirer pour chasser dans les plans d’eau. air atmosphérique. En descendant vers le fond, l'arthropode est capable de capter une partie de l'air, et sur plantes aquatiques une sorte de cloche à air est construite à partir de la toile, qui retient l'air et permet à l'araignée de chasser ses proies.

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Ioulia Mikhaïlova - Gertrude, amie, et de la saison 4 - épouse de Tumanov (décédée d'un coup à la tête avec un coup de poing américain dans l'épisode 12 de la saison 5)

Marina Weinbrand- Marina Solomatina, capitaine/conseillère junior de justice, enquêteuse du parquet/commission d'enquête, ex petite amie Tumanova attend de lui un enfant

Ksenia Dementieva - Natalya Maretskaya, l'épouse de Grekov

Ilya Rogovine - Ilya Golitsyn, expert légiste, informaticien(à partir de la saison 6)

Sergueï Plaskin - Stepanych, expert légiste(à partir de la saison 6)

Kirill Gratsinsky - Grigory Zhurbin, lieutenant de police, ancien employé du département « K », technicien(à partir de la saison 6)

Anna Bachalova - Anastasia Malinkina, cardiologue, amante de Tumanov(à partir de la saison 7)

Anastasia Sapojnikova - Olga Medyanik, employée du Département de la sécurité intérieure(à partir de la saison 8)

Audiences télévisées

Audience de la première émission de la série sur la chaîne NTV

Saison	Quantité épisodes	Premier épisode de la saison		Dernier épisode de la saison		Audience moyenne (en millions)
		date	Nombre de spectateurs (en millions)	date	Nombre de spectateurs (en millions)
1	16	10 septembre 2008
2	12	15 janvier 2009

Les araignées font partie des habitants les plus anciens de la Terre : des traces des premiers arachnides ont été trouvées dans des roches vieilles de 340 à 450 millions d'années. Les araignées ont environ 200 à 300 millions d’années de plus que les dinosaures et plus de 400 millions d’années de plus que les premiers mammifères. La nature a eu suffisamment de temps non seulement pour augmenter le nombre d'espèces d'araignées (environ 60 000 sont connues), mais également pour équiper nombre de ces prédateurs à huit pattes d'un moyen de chasse étonnant : une toile. Le motif de la toile peut être différent non seulement selon les espèces, mais aussi chez une araignée en présence de certains substances chimiques, comme des explosifs ou des stupéfiants. Des araignées allaient même être lancées dans l’espace pour étudier l’effet de la microgravité sur la structure de la toile. Cependant, la substance qui compose la toile cache le plus de mystères.

La toile, comme nos cheveux, notre fourrure animale et nos fils de vers à soie, est principalement constituée de protéines. Mais les chaînes polypeptidiques de chaque fil d'araignée sont entrelacées d'une manière si inhabituelle qu'elles ont acquis une force presque record. Un seul fil produit par une araignée est aussi résistant qu’un fil d’acier de même diamètre. Une corde tissée à partir d'une toile, de l'épaisseur d'un crayon seulement, pourrait maintenir en place un bulldozer, un char et même un Airbus aussi puissant qu'un Boeing 747. Mais la densité de l’acier est six fois supérieure à celle des toiles d’araignées.

On sait quelle est la résistance des fils de soie. Un exemple classique est une observation faite par un médecin de l'Arizona en 1881. Devant ce médecin, une fusillade a eu lieu au cours de laquelle l'un des tireurs a été tué. Deux balles ont touché la poitrine et ont traversé. En même temps, des morceaux d'un mouchoir en soie dépassaient du dos de chaque blessure. Les balles ont traversé les vêtements, les muscles et les os, mais n'ont pas réussi à déchirer la soie qui les gênait.

Pourquoi les structures en acier sont-elles utilisées dans la technologie, et non des structures plus légères et plus élastiques - constituées d'un matériau similaire aux toiles d'araignées ? Pourquoi les parachutes en soie ne sont-ils pas remplacés par le même matériau ? La réponse est simple : essayez de fabriquer le type de matériau que les araignées produisent facilement tous les jours – cela ne fonctionnera pas !

Scientifiques différents pays Le monde étudie depuis longtemps la composition chimique de la toile des tisserands à huit pattes, et aujourd'hui l'image de sa structure est révélée plus ou moins complètement. Le brin de toile a un noyau interne d’une protéine appelée fibroïne, et autour de ce noyau se trouvent des couches concentriques de nanofibres de glycoprotéines. La fibroïne représente environ les 2/3 de la masse de la toile (ainsi que, soit dit en passant, la fibre de soie naturelle). C'est un liquide visqueux et sirupeux qui polymérise et durcit à l'air.

Les fibres glycoprotéiques, dont le diamètre peut n'être que de quelques nanomètres, peuvent être situées parallèlement à l'axe du fil de fibroïne ou former des spirales autour du fil. Les glycoprotéines - protéines complexes contenant des glucides et ayant un poids moléculaire de 15 000 à 1 000 000 d'amu - sont présentes non seulement chez les araignées, mais également dans tous les tissus des animaux, des plantes et des micro-organismes (certaines protéines du plasma sanguin, des tissus musculaires, des membranes cellulaires, etc. .).

Lors de la formation d'une toile, les fibres glycoprotéiques sont reliées les unes aux autres grâce à des liaisons hydrogène, ainsi que des liaisons entre les groupes CO et NH, et une proportion importante de liaisons se forment dans les glandes arachnoïdes des arachnides. Les molécules de glycoprotéine peuvent former des cristaux liquides avec des fragments en forme de bâtonnets qui s'empilent parallèlement les uns aux autres, conférant à la structure la résistance d'un solide tout en conservant la capacité de s'écouler comme un liquide.

Les principaux composants du réseau sont les acides aminés les plus simples : la glycine H 2 NCH 2 COOH et l'alanine CH 3 CHNH 2 COOH. La toile contient également des substances inorganiques - l'hydrogénophosphate de potassium et le nitrate de potassium. Leurs fonctions se résument à protéger la toile contre les champignons et les bactéries et, probablement, à créer les conditions nécessaires à la formation du fil lui-même dans les glandes.

Une caractéristique distinctive du Web est son respect de l’environnement. Il est constitué de substances facilement absorbées par le milieu naturel et ne nuisent pas à ce milieu. À cet égard, le Web n’a pas d’analogue créé par la main de l’homme.

Une araignée peut produire jusqu'à sept fils de structure et de propriétés différentes : certains pour attraper des « filets », d'autres pour son propre mouvement, d'autres pour signaler, etc. Presque tous ces fils pourraient trouver une large application dans l'industrie et la vie quotidienne, si elle il serait possible d'établir leur production à grande échelle. Cependant, il est difficilement possible d'« apprivoiser » les araignées, comme les vers à soie, ou d'organiser des fermes d'araignées uniques : les habitudes agressives des araignées et les traits d'élevage individuels de leur caractère ne permettront probablement pas de le faire. Et pour produire seulement 1 m de toile, il faut le « travail » de plus de 400 araignées.

Est-il possible de reproduire les processus chimiques qui se déroulent dans le corps des araignées et de copier du matériel naturel ? Les scientifiques et les ingénieurs ont développé depuis longtemps la technologie du Kevlar - fibre aramide :

produit à l'échelle industrielle et se rapprochant des propriétés des toiles d'araignées. Les fibres de Kevlar sont cinq fois plus résistantes que les toiles d'araignées, mais restent si résistantes qu'elles sont utilisées pour fabriquer des gilets pare-balles légers, des casques de sécurité, des gants, des cordes, etc. Mais le Kevlar est produit dans des solutions chaudes d'acide sulfurique, tandis que les araignées nécessitent une température régulière. Les chimistes ne savent pas encore comment aborder de telles conditions.

Cependant, les biochimistes sont sur le point de résoudre le problème de la science des matériaux. Tout d'abord, les gènes des araignées ont été identifiés et déchiffrés, programmant la formation de fils d'une structure particulière. Aujourd'hui, cela s'applique à 14 espèces d'araignées. Ensuite, des spécialistes américains de plusieurs centres de recherche (chaque groupe indépendamment) ont introduit ces gènes dans des bactéries, essayant d'obtenir les protéines nécessaires en solution.

Les scientifiques de la société canadienne de biotechnologie Nexia ont introduit de tels gènes chez des souris, puis sont passés aux chèvres, et celles-ci ont commencé à produire du lait avec la même protéine qui forme le fil de la toile. Au cours de l'été 1999, deux mâles pygmées africains, Peter et Webster, ont été génétiquement programmés pour produire des chèvres dont le lait contenait cette protéine. Cette race est bonne car la progéniture devient adulte à l'âge de trois mois. L'entreprise ne dit toujours pas comment fabriquer des fils à partir de lait, mais a déjà enregistré le nom du nouveau matériau qu'elle a créé - « BioSteel ». Un article sur les propriétés du « biosteel » a été publié dans la revue « Science » (« Science », 2002, vol. 295, p. 427).

Les spécialistes allemands de Gatersleben ont emprunté une voie différente : ils ont introduit des gènes semblables à ceux d'une araignée dans des plantes - pommes de terre et tabac. Ils ont réussi à obtenir jusqu'à 2 % de protéines solubles dans les tubercules de pomme de terre et les feuilles de tabac, constituées principalement de spirroïne (la principale fibroïne des araignées). On s’attend à ce que lorsque les quantités de spidroïne produites deviendront importantes, elle soit d’abord utilisée pour fabriquer des bandages médicaux.

Le lait obtenu à partir de chèvres génétiquement modifiées se distingue difficilement par son goût du lait naturel. Les pommes de terre génétiquement modifiées sont similaires aux pommes de terre ordinaires : en principe, elles peuvent également être bouillies et frites.

Note!

De l'éditeur

La biomolécule valorise la curiosité et l'intérêt pour l'invention. Pour la deuxième fois dans le cadre du concours « bio/mol/texte », l'inventeur Yuri Shevnin partage ses idées et ses découvertes avec le public de notre portail. Les éditeurs sont impressionnés par l'approche créative de l'auteur et son désir de partager ses connaissances avec d'autres, mais il faut garder à l'esprit que cet article n'est pas une étude scientifique rigoureuse et que les nouveaux pansements médicaux qui y sont décrits nécessitent encore des tests pour la possibilité d'application. dans la pratique clinique.

Parrain de la candidature " Meilleur article sur les mécanismes du vieillissement et de la longévité" est la Fondation Science for Life Extension. Le prix du public a été sponsorisé par Helicon.

Sponsors du concours : Laboratoire de recherche en biotechnologie Solutions de bioimpression 3D et Studio de graphisme scientifique, d'animation et de modélisation Visual Science.

Je suis entré dans la pièce suivante, dont les murs et le plafond étaient entièrement recouverts de toiles d'araignées, à l'exception d'un passage étroit pour l'inventeur. Dès que je suis apparu à la porte, ce dernier m'a crié très fort de faire attention et de ne pas déchirer sa toile. Il a commencé à se plaindre erreur fatale ce que le monde a accompli jusqu'ici, en utilisant le travail des vers à soie, alors que nous avons toujours sous la main une multitude d'insectes infiniment supérieurs aux vers mentionnés, car ils sont doués des qualités non seulement de fileurs, mais aussi de tisserands. L'inventeur a en outre souligné que le recyclage des araignées éliminerait complètement le coût de teinture des tissus, et j'en ai été pleinement convaincu lorsqu'il nous a montré un grand nombre de belles mouches multicolores avec lesquelles il nourrissait les araignées et dont la couleur, selon à ses assurances, doit nécessairement être transféré au fil fabriqué par l'araignée. Et comme il avait des mouches de toutes les couleurs, il espérait satisfaire les goûts de chacun, dès qu'il parviendrait à trouver une nourriture adaptée aux mouches sous forme de gomme, d'huile et d'autres substances collantes et ainsi donner plus de densité et de force aux mouches. fils du web.

D. Swift

Les voyages de Gulliver. Voyage à Laputa (1725)

Pansements médicaux fabriqués à partir de toiles d'araignées

Étant donné que le don est coûteux, il a un grand nombre de limites dans le domaine de la médecine, les scientifiques et les médecins du monde entier s'efforcent de développer méthodes alternatives restauration des dommages causés au corps humain. Dans le même temps, la large diffusion de formes de micro-organismes pharmacorésistants, la présence de propriétés toxiques, allergènes et autres dans les antibiotiques et la chimiothérapie dictent la nécessité de rechercher de nouveaux médicaments non toxiques avec effet antimicrobien et un effet stimulant sur les processus de récupération. Des propriétés similaires peuvent être conférées, par exemple, aux pansements et bandages anti-brûlures. Les brûlures sont l’une des blessures les plus courantes au monde. blessures traumatiques. En Russie, plus de 600 000 brûlures sont enregistrées chaque année. En termes de décès, les brûlures viennent juste derrière les blessures subies dans les accidents de voiture.

Il semble prometteur à l'auteur d'obtenir des pansements et pansements anti-brûlures du web. La soie est une matière plus abordable et sa production existe déjà. Cependant, le Web, en raison de la topologie particulière de ses molécules et de sa structure dans son ensemble, a de belles perspectives pour pansements médicaux et matrices en technologie d'échafaudage * ( technologie d'échafaudage, de l'anglais échafaud- échafaudage, échafaudage) - culture de cellules sur des substrats tridimensionnels d'origine naturelle ou artificielle en vue de la formation spatiale de l'organe développé ou de son fragment (Fig. 1).

* - À propos de quelques autres merveilleuses propriétés web « Biomolécule » a dit plus tôt : « Colle « intelligente » issue de toiles d'araignées» . - Éd.

Figure 1. Web Linothèle mégathéloïde au microscope

Selon la microscopie électronique, les matrices fabriquées à partir de fibroïne de soie et de spidroïne recombinante (protéine de toile d'araignée) diffèrent par leurs paramètres de pores. Les parois des pores des échafaudages en fibroïne ont une structure plus uniforme avec une surface squameuse et rugueuse, tandis que les échafaudages en spidroïne ont une structure plus lâche avec une surface perforée. La structure nanoporeuse interne de la matrice de spirroïne recombinante explique sa capacité à créer un microenvironnement plus favorable à la régénération des tissus de l’organisme. L’interconnectivité des structures est une condition nécessaire pour une distribution cellulaire uniforme et une germination efficace des tissus in vivo, car il favorise les échanges gazeux actifs, la livraison nutriments et un métabolisme approprié.

Cette propriété étonnante du Web est connue depuis longtemps. DANS Médecine populaire Il existe une telle recette : pour arrêter le saignement, vous pouvez appliquer une toile d'araignée sur une plaie ou une abrasion, en la débarrassant soigneusement des insectes coincés et des petites brindilles.

La toile d'araignée a un effet hémostatique et accélère la cicatrisation de la peau endommagée. Les chirurgiens et les transplantologues pourraient l’utiliser comme matériau pour suturer et renforcer les implants, ainsi que comme support pour la croissance d’organes artificiels. Par exemple, si vous imbibez un treillis fait de toiles d'araignées d'une solution de cellules souches, celles-ci s'y enracineront rapidement et les vaisseaux sanguins et les nerfs s'étireront jusqu'aux cellules. Le Web lui-même finira par se dissoudre sans laisser de trace. En utilisant des toiles d'araignées, vous pouvez améliorer considérablement les propriétés de nombreux matériaux actuellement utilisés en médecine. Par exemple, les toiles ont une charge électrostatique qui aide les araignées à attirer leurs proies. Cette toile chargée peut également être utilisée dans le cadre de pansements médicaux. La toile est chargée négativement et la zone endommagée du corps est chargée positivement. Ainsi, lorsque la plaie interagit avec la toile, un équilibre électrique s'établit, ce qui a un effet positif sur le processus de cicatrisation. Les bandages avec des toiles d'araignées, en raison de l'interaction électrostatique avec la plaie, en extraient les micro-organismes et les retiennent à l'intérieur du bandage lui-même, les empêchant de se multiplier.

La toile contient trois substances qui contribuent à sa durabilité : pyrrolidine, hydrogénophosphate de potassium Et nitrate de potassium. La pyrrolidine absorbe fortement l'eau ; cette substance empêche les fils de la toile d'araignée de se dessécher. L'hydrogénophosphate de potassium rend la toile d'araignée acide et empêche la croissance fongique et bactérienne. Un pH faible provoque la dénaturation des protéines (les rend insolubles). Le nitrate de potassium inhibe la croissance des bactéries et des champignons.

Un bandage en toile assure le drainage de l'exsudat de la plaie et des micro-organismes de la surface de la plaie, inhibe la microflore pathogène et a des effets anti-œdémateux et anti-inflammatoires. Imprégné d'un anesthésique, il soulagera également la douleur, créant ainsi les conditions optimales pour que le processus de guérison se produise.

Histoire de la production Web

Le principal problème de l'utilisation généralisée de produits contenant des toiles d'araignées est la difficulté de les obtenir à l'échelle industrielle. Depuis des centaines d’années en Europe, les gens tentent de construire des fermes de soie d’araignées. En mars 1665, les prairies et les clôtures près du Merseburg allemand étaient recouvertes d'une quantité incroyable de toiles d'araignées, et les femmes des villages environnants en confectionnaient des rubans et d'autres décorations.

En 1709, le gouvernement français demande au naturaliste René Antoine de Réaumur de trouver un substitut à la soie chinoise et d'essayer d'utiliser des toiles d'araignées pour confectionner des vêtements. Il a collecté des toiles de cocons d'araignées et a essayé de fabriquer des gants et des bas, mais après un certain temps, il a abandonné cette idée en raison du manque de matériel, même pour produire une paire de gants. Il a calculé qu’il faudrait traiter 522 à 663 araignées pour obtenir une livre de soie d’araignée. Et la production industrielle aura besoin de hordes d'araignées et de nuées de mouches pour se nourrir, bien plus que survoler la France entière. « Cependant, écrit Réaumur, peut-être qu'avec le temps il sera possible de trouver des araignées qui produisent plus de soie que celles que l'on trouve habituellement dans notre État. »

De telles araignées ont été trouvées - c'étaient des araignées du genre Néphila. Récemment, une cape pesant plus d'un kilogramme a été tissée à partir de leur toile. Où vivent ces merveilleuses araignées - au Brésil et à Madagascar - résidents locaux Ils utilisent des toiles d'araignées pour fabriquer du fil, des écharpes, des capes et des filets, collectant des cocons d'œufs dans les buissons ou les déroulant. Parfois, le fil est tiré directement de l'araignée, qui est placée dans une boîte - seule la pointe de son abdomen avec des verrues d'araignée en dépasse. Les fils de la toile sont arrachés des verrues.

Par différentes méthodes et de différentes araignées les expérimentateurs ont reçu, par exemple, des fils de cette longueur : 1) en deux heures de 22 araignées - cinq kilomètres, 2) en quelques heures d'une araignée - 450 et 675 mètres, 3) en neuf « déroulements » d'une araignée sur 27 jours - 3060 mètres. L'abbé Camboué a exploré les capacités de l'araignée de Madagascar Goleba ponctuée: il a tellement amélioré son activité qu'il a « connecté » des araignées vivantes dans de petits tiroirs directement à un type spécial de métier à tisser. La machine tirait les fils des araignées et les tissait immédiatement pour obtenir le tissu le plus fin. Araignées Goleba ponctuée ils ont essayé de s'acclimater en France et en Russie, mais cela n'a rien donné. En production Wide Web Néphila n'arrivera presque jamais : pour la maintenance Néphila ou les croix nécessitent des fermes spéciales, bien qu'en été, elles puissent être conservées sur une loggia ou un balcon. Pour résoudre ce problème vieux de plusieurs siècles, une approche intégrée moderne est nécessaire et la création de conditions optimales pour les araignées et les insectes, aussi proches que possible des conditions naturelles.

La production Web aujourd'hui

Au XXe siècle, avec l’avènement des pesticides chimiques et des tissus synthétiques, les insectes utiles et les araignées ont été oubliés. Cependant, les pesticides à eux seuls n’ont pas résolu le problème des ravageurs des cultures. Une stratégie de conservation a été élaborée biodiversité, qui consiste à intégrer des insectes utiles et des araignées dans les systèmes de culture pour lutter naturellement contre les ravageurs.

Aujourd’hui, pour créer de nouveaux emplois en Russie, une nouvelle stratégie est nécessaire pour réduire les monocultures et construire des mini-fermes non seulement pour l’élevage de vertébrés, mais aussi pour l’élevage d’araignées et d’insectes.

Cela peut également être fait dans les villes. Le problème de l'utilisation des déchets organiques urbains est aujourd'hui particulièrement aigu. Ces déchets peuvent être utilisés pour nourrir les insectes. Dans les villes, il n'y a que de petites fermes pour l'élevage de grillons, de cafards et de zoobass. Seuls quelques éleveurs enthousiastes élèvent des araignées. Dans le même temps, les sous-sols et les greniers, où vivent principalement ces animaux, ne sont en aucun cas utilisés pour l'élimination des déchets organiques ni pour l'élevage de larves d'insectes et d'araignées.

Les objectifs de la nouvelle stratégie agricole sont l'agriculture écologique, l'augmentation de la biodiversité et la génération de revenus grâce à la construction et à l'exploitation de petites fermes familiales d'élevage d'insectes et d'araignées. Ces organismes, leur poison et leurs toiles peuvent également être vendus à l'exportation.

Il est impossible de synthétiser chimiquement les toiles d'araignées - la structure des protéines est trop complexe. Toutes les grandes entreprises du monde ont abandonné leurs tentatives de synthèse du Web. Plusieurs laboratoires continuent de travailler et tentent d'obtenir des toiles d'araignées à partir de levures, de bactéries et même de chèvres [4-6]. Toutes ces approches nécessitent des équipements très complexes et des coûts financiers importants. Dans le même temps, leurs fils sont d'une qualité complètement différente, inférieure à « l'original » en termes de résistance et de propriétés antibactériennes. En outre, les volumes de toile produits dans ces laboratoires sont très modestes : on montre parfois à la télévision des scientifiques montrant des échantillons de toile synthétique de la taille d'un ongle dans une pince à épiler ou dans un petit flacon.

Pour la collecte de toiles, les araignées vivantes ont également été abandonnées, bien que cette idée ait été proposée plus d'une fois. Il y avait plusieurs obstacles. Tout d’abord, les araignées sont querelleuses et sujettes au cannibalisme : lorsqu’elles sont gardées ensemble, ces animaux se disputent et se mangent. De plus, la plupart des araignées produisent très peu de toile : on estime qu'il faudra 27 000 araignées de taille moyenne pour produire 500 grammes de toile ; selon G.P. Kirsanov, les araignées croisées ont produit 230 mg de toile en 24 heures. Quatorze mille araignées du genre Néphila donnent environ 28 g de toile. Selon d'autres sources, pour obtenir 29 g de toile, il faut environ 23 000 araignées. Cette différence de chiffres suggère que les données sur les performances des araignées doivent être confirmées. On ne sait pas quelles espèces et quelles araignées « de taille moyenne » ont produit des toiles à peser dans un cas ou dans un autre.

Le premier obstacle décrit à la reproduction des araignées peut et doit être transformé en avantage : la tendance des araignées au cannibalisme encourage la création de conteneurs isolés les uns des autres pour elles, évitant ainsi à la fois les épidémies et la mortalité massive. Parallèlement, pour la production de matériel médical et de médicaments à partir de toiles d'araignées, il est nécessaire d'utiliser des non-araignées du genre Néphila ou des croix, et des araignées avec les plus grands appendices en toile - Linothèle mégathéloïde(Fig. 2) et autres Dipluridés.

Figure 2. Araignée Linothèle mégathéloïde, femelle.

À la suite de la recherche, l'auteur a obtenu des données selon lesquelles les araignées de l'espèce Linothèle mégathéloïde produire plus de 2 g de toile par mois. À cet effet, ils possèdent de longs appendices arachnoïdiens (plus de 20 mm) (Fig. 3). Ces organes possèdent plus d’un millier de microfilaments à travers lesquels émergent les fils de la toile comme un film.

L'auteur a testé des toiles d'araignées pour créer des pansements anti-brûlures (Fig. 4). Suite à l’utilisation de cette toile sur une brûlure, la guérison s’est produite en une semaine. Dans ce cas, aucun pansement supplémentaire ni élimination du pus n'étaient nécessaires. Deux semaines plus tard, il ne restait même plus aucune trace de brûlure.

Figure 3. Appendices arachnoïdiens Linothèle mégathéloïde sous un microscope.

Figure 4. Brûlure recouverte d'un bandage en toile. Linothèle mégathéloïde.

Planté dans un conteneur spécial Linothèle mégathéloïde en une heure, ils commencent leur travail et recouvrent couche par couche le substrat textile d'un conteneur d'une superficie de 1 m 2 de toiles d'araignées. Au bout de deux mois, la toile d’une araignée suffit à couvrir toute la surface du corps humain. Ce matériau médical innovant en ligne pourrait éventuellement sauver la vie d'une personne souffrant de brûlures sur plus de 60 % de la surface totale du corps.

À la suite de ses observations, l'auteur a découvert que grâce à des suppléments nutritionnels spéciaux, la progéniture et la survie de la progéniture Linothèle mégathéloïde sont à 100 %. Il s'agit d'une moyenne de 50 jeunes individus - producteurs potentiels d'une « seconde peau » - en six mois. Il faut 2 à 3 blattes par semaine pour nourrir une femelle. Les conditions pour garder les araignées sont l'absence de soleil, une humidité élevée (80 à 90 %), une température de 28 °C, une nutrition complexe et une pulvérisation goutte à goutte de la toile une fois par semaine. En créant des conditions favorables pour nourrir, garder, soigner et « traire » les araignées, il est possible d'obtenir une multiplication par 2 à 3 de la filature de la toile.

Fabriquer des bandages et des bandages à partir de toiles d'araignées Linothèle mégathéloïde

Une base en maille tricotée (par exemple, une gaze avec une teneur en humidité supérieure à 80 %) est placée au fond d'un récipient en polyéthylène. Le conteneur comporte des perforations pour la ventilation, des capteurs d'humidité et de température, un couvercle relevable, une buse capillaire et une vanne pour l'alimentation en aliments vivants. Les conteneurs sont disposés verticalement, formant un bloc de 1,5 à 2 mètres de haut (Fig. 5).

Graphique 5. Logement Linothèle mégathéloïde. UN - Araignée dans un récipient avec une base tricotée. b - Schéma du conteneur. V - Bloc de conteneurs.

Figure 6. Bandage avec toiles d'araignées Linothèle mégathéloïde (UN) et un emballage stérile pour celui-ci ( b).

Une fois par mois, le récipient est ouvert, l'araignée est placée dans un autre petit récipient en plastique, la nourriture restante est retirée, le substrat textile avec la toile est pulvérisé avec une solution d'acides hyaluronique et pantothénique, anesthésique et antiseptique, recouvert de plastique. film étirable et enroulé. Ensuite, le rouleau ainsi que la bande sont coupés en 10 parties et placés dans un emballage scellé (Fig. 6). Les rouleaux emballés sont envoyés pour stérilisation par rayonnement. L'araignée est relâchée dans le grand récipient.

Ce pansement s'applique en déroulant et en retirant la couche de polyéthylène, à l'aide d'une toile, sur la plaie ou la brûlure. Lorsque la toile et la base textile sont saturées de lymphe, la base est retirée et seule la couche cicatrisante et respirante de la toile reste sur la plaie.

Une fois qu'une personne a guéri sa blessure avec un patch en toile, elle ne tuera plus jamais ces merveilleux animaux.

Augmentation de la production de toiles d'araignées

Figure 7. Conception de la ferme à araignées Linothèle mégathéloïde.

Pour augmenter la production de toiles d'araignées et éliminer les maladies des aliments vivants (cafards et grillons), les insectes reçoivent un complément nutritionnel sous la forme d'un milieu nutritif - une source supplémentaire de protéines et de vitamines contenant de la biomasse mycélienne de déchets issus de la production de pénicilline et de streptomycine, ainsi que ainsi que des vinasses déshydratées - issues des déchets issus de la production de levure de bière . Le milieu nutritif est conservé jusqu'à deux ans à une température de +5 °C. Pour nourrir les insectes, des carottes et du chou finement hachés sont jetés dans un milieu nutritif broyé. Avec cette nourriture, les cafards et les grillons ne tombent pas malades, grandissent et se reproduisent rapidement. Dans le même temps, les araignées augmentent la production de toiles de 60 %. L'utilisation de la nutrition mycélienne permet de stimuler la reproduction des araignées et d'obtenir des toiles en quantité maximale possible. Recherche de travail additifs alimentaires pour accroître la diversité de l'alimentation des araignées se poursuivra. Pour créer une ferme de collecte de toiles d'araignées, un projet d'aménagement est proposé sous la forme d'une tente ronde d'un diamètre de 12 m avec un revêtement qui fonctionne en tension, à la manière d'une toile d'araignée (Fig. 7).

Avec le développement de cette méthode respectueuse de l'environnement de création de pansements et de bandages médicaux, des expériences sont possibles sur la sélection d'hybrides plus productifs d'araignées de la famille. Dipluridés. L'hybridation intraspécifique, la sélection et la nutrition spéciale dans des conditions confortables n'excluent pas les expériences génétiques visant à augmenter la taille des araignées. Jusqu'à présent, personne ne le fait et, dans la société des éleveurs d'araignées, ce sujet est tabou.

Il est possible de produire du lait à l’aide de champignons et de bactéries – mais pourquoi, quand il y a des vaches ? La structure de la toile est beaucoup plus complexe que la structure protéique du lait. Par conséquent, toutes les recherches d'analogues synthétiques du Web peuvent s'éterniser au cours de l'évolution des araignées. Nouvelles espèces obtenues grâce à la modification génétique et au travail de sélection en famille Dipluridés augmentera la taille des araignées et la productivité de leurs toiles pour la production de vêtements. Les toiles d'araignées peuvent être traitées avec du silicone pour produire des tissus pour vêtements d'extérieur avec propriétés uniques. Un tel tissu ne coûtera pas plus cher que la soie.

Conclusion

Décrit recherche crée la base d’un nouveau type d’élevage. Sur cette base, il est possible d’augmenter la production de toiles d’araignées à faible coût, et donc de la commercialiser. La demande du marché en pansements biorésorbables est de 400 000 dm 2 /an. La capacité de marché projetée dans ce segment est de 150 millions de dollars.

Le projet peut être étendu soit en augmentant la production, soit en créant des mini-fermes pour la production de toiles d'araignées. Pas d'équipement compliqué hautes températures, haute pression et aucun matériau toxique n’est requis pour cette option technologique. Actuellement, par exemple, environ 5 000 fermes et 300 000 apiculteurs amateurs, agriculteurs et entrepreneurs individuels sont engagés dans l'apiculture. Tout le monde ne peut pas utiliser le miel, mais les bandages médicaux ou les patchs avec des toiles d'araignées seront utiles à tout le monde. Pendant que la technologie se développe et est certifiée, nous pouvons proposer à tous ceux qui le souhaitent de cultiver des araignées et de collecter eux-mêmes des toiles. Une lampe ultraviolette peut être utilisée pour la stérilisation. Pour vous munir de deux mètres carrés de toile, vous aurez besoin d'un conteneur avec une femelle Linothèle mégathéloïde et deux mois. Femelle Linothèle mégathéloïde vit 10 ans. Sur la parcelle de jardin, vous pouvez installer un lit d'araignée isolé mesurant 3 mètres sur 6 avec deux pièces (Fig. 8). Dans l'un, vous pouvez vous procurer des matières premières et dans l'autre, vous pouvez fabriquer des fils à partir de toiles d'araignées, tisser du lin et coudre des vêtements. Une telle mini-usine ne produit tout simplement aucun déchet.

Figure 8. Mini ferme de culture Linothèle mégathéloïde, ramassant leurs toiles et confectionnant des vêtements dans le jardin.

À partir de vieilles coquilles perdues par l'araignée lors de la mue, vous pouvez réaliser des souvenirs et des décorations en les remplissant de résine polymère. Le venin peut être extrait de la tête des araignées mortes pour produire des médicaments*. Les blessés et les malades recevront un nouveau médicament - la « peau » naturelle - et chacun pourra créer une telle mini-production.

L'auteur n'a pas l'intention d'obtenir des brevets ou des certificats sur le sujet de recherche, car il souhaite que ces connaissances soient accessibles à tous.

* - Et il peut y avoir une grande variété de ces médicaments (en particulier des analgésiques) - malgré le nombre singulier du mot « poison » : le venin d'une araignée peut contenir des centaines de composants toxiques de complètement différents nature chimique. L'article " » . - Éd.

Littérature

1. biomolécule : « Colle intelligente issue de toiles d'araignées » ;
2. Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Analyse comparative de la nanostructure tridimensionnelle de matrices poreuses biodégradables de spidroïne recombinante et de fibroïne de soie pour la médecine régénérative. ;
3. Une cape en soie d'araignée sera exposée lors d'une exposition en Europe. Site Web GlobalScience.ru, 2012;
4. Plateforme technologique « Médecine du Futur ». Site Web de la Commission économique eurasienne, 2012;
5. Aksenova L. (2013). Les araignées vous aideront à oublier la douleur. Site Web "Gazeta.ru";
6. biomolécule : « Le grand intrigant n’en a jamais rêvé. »