Čemu služi web. Nevjerojatna upotreba weba u medicinske svrhe
Dok pauk plete mrežu, stručnjaci su snimili video u kojem možete detaljno vidjeti radnje člankonožaca. Sposobnost tkanja ažurne tkanine, mreža u obliku lijevka, čahura za ličinke prenosi se genetski. Mladi pauk ponavlja sve radnje svoje majke, nikad ne videći kako se to radi. Pauci čine mrežu različitih oblika, veličine, strukture, koriste se u različite svrhe.
Kompozicija paukove mreže
To je tajna paukovih žlijezda. Nakon izolacije rasteže se, stvrdnjava u obliku tankih niti. U budućnosti su isprepleteni, ojačani. Koristi se za oblikovanje uzorka ili kao građevinski materijal.
Od čega se sastoji paukova mreža - protein obogaćen alaninom, serinom, glicinom. Iznutra arahnoidna žlijezda tvar je u tekućem obliku. U procesu prolaska kroz cijevi za predenje, stvrdnjava se, pretvara u nit.
Odakle dolazi paukova mreža - od bradavica smještenih u blizini genitalija. Unutar niti nastaje kristalni protein koji povećava čvrstoću i fleksibilnost vlakana. Ovisno o namjeni za koju će se mreža koristiti, mijenja se debljina i čvrstoća.
Zanimljiv!
Snaga paukove mreže je blizu najlona, zadržava napetost pri istezanju, komprimiranjem niti. Predmet obješen na dugoj mreži može se dugo okretati u jednom smjeru, neće se zapetljati, čak neće pokazivati otpor pri kretanju. Zahvaljujući ovoj značajci, pauk može dugo visjeti u zraku, pričvršćujući kraj za biljku, a također i na velikim udaljenostima uz pomoć naleta vjetra.
Zašto pauk plete mrežu - glavne funkcije
Mreža se ne dodjeljuje proizvoljno, već kada se ukaže potreba. Različiti ljudi koriste niti u različite svrhe, ali apsolutno sve ženke koriste posebnu tajnu za privlačenje muškaraca.
- Ako pažljivo razmotrite gdje ženka oslobađa mrežu, primijetit ćete da se bradavice s tajnom nalaze u blizini genitalija. Spolno zrela ženka dodatno ispušta mirisne tvari, čiji miris hvata mužjak.
- Obitelj plete mreže za zamke. Stvaranje velikih primjeraka unutar polumjera doseže 2 m. Gustoća platna je takva da se ptica, mali glodavac i vodozemci zapleću u njega. Insekti i njihove ličinke zapliću se u mreže.
- Tlo, podzemni primjerci grade jazbine u zemlji s brojnim labirintima. Mreže za hvatanje ne grade, već štite ulaz paučinom, povlače signalne niti. Svojom vibracijom određuju pristup potencijalne žrtve, odmah kreću u lov.
- Pauci žive odvojeno, okupljaju se u parovima samo za parenje. Posjedi se dijele, kada se granice povrijede, dolazi do smrtonosnih borbi. Za preseljenje, razvoj novog područja, pauk plete jaku dugu nit, pričvršćuje je na list, grančicu, spušta se, čeka nalet vjetra. Kroz zrak, člankonožac može letjeti nekoliko stotina kilometara ili sletjeti pod susjedni grm. Aktivna migracija počinje nakon rođenja mlade generacije pauka.
- Nakon oplodnje, ženka počinje formirati čahuru iz mreže. Unutar polaže od 50 do 1000 jaja. Fiksira se na osamljenom mjestu ili se vuče duž cijelog razdoblja razvoja ličinki.
- Od jakih niti, arahnid gradi kuću za sebe, sklonište za zimovanje. Jedinstveno stvorenje- gradi gnijezdo pod vodom. U početku plete kuću od niti, puni je zrakom, živi unutra, pušta mužjaka u sezonu parenja, tamo izleže mladunce, uvlači uhvaćenu žrtvu unutra.
- Predator umotava svoj plijen u mrežu nakon ubrizgavanja toksina. Nakon toga ostavlja plijen, promatra ga sa strane dok grčevi ne prestanu. Ako grabežljivac nije gladan, uhvaćeni plijen objesi na mrežu na osamljenom mjestu u rezervatu.
- Neke vrste člankonožaca omotaju lišće paučinom, rastežu dugačku nit, povlače je kako bi skrenuli pažnju grabežljivaca iz njihovog skloništa. Izrađuju lutku kojom se potom vješto upravlja. Još neki majstori pletu splav od improviziranih sredstava, plutaju na površini vode, love mlađ, ličinke i rakove.
Pauk napušta mreže za hvatanje sa značajnim oštećenjem niti od strane insekata. Počinje formirati novo platno nakon 12 uhvaćenih žrtava.
Napomena!
Člankonožac često jede svoj izum. Ovaj fenomen se objašnjava nadopunjavanjem tijela proteinima, prisustvom vlage koja se nakuplja na platnu zbog rose.
Kako pauk plete mrežu
Mnogi arahnidi su noćni, bave se "tkanjem" u mraku. Koliko dugo pauk plete mrežu ovisi o vrsti člankonožaca. U prosjeku, tkalcu kugle treba oko 1 sat da formira jake mreže za hvatanje. Ako je potrebna rekonstrukcija, proces traje nekoliko minuta.
Koliko brzo pauk ispreda mrežu možete vidjeti u videu ispod. Ovaj člankonožac to radi automatski, svaki put ponavljajući isti obrazac. Najatraktivniji su otvoreni uzorci kugli. U početku se uzima jaka mreža, rastegnuta u obliku trokuta, zatim se formiraju ćelije različitih veličina.
Zanimljiv!
Paukova mreža živi u tropske šume Brazil, toliko izdržljiv da ga lokalni ribari koriste za lov ribe. Konci se koriste za tkanje tanke, ali vrlo izdržljive tkanine. Kraig Biocraft proizvodi pancirne prsluke od prirodnih sirovina pauka.
Kako pauk plete mrežu između drveća može se vidjeti u vrtu, u uvjetima divlje životinje. Ažurna tkanina ili lijevak svjetlucaju na suncu, privlače 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 stabla i tamo popravlja drugi kraj. Tada stvar ostaje mala.
Tijekom leta, pauk kontrolira brzinu podešavanjem duljine niti. Kad je izdužen, kreće se sporije, a kad je skupljen, kreće se brže. Da biste sletjeli, morate baciti mrežu na biljku, drvo.
Mreža je neka vrsta tajne koju proizvode paukove žlijezde. Takva se tajna, nakon kratkog vremena nakon izolacije, može skrutiti u obliku jakih proteinskih niti. Mrežu izlučuju ne samo pauci, već i neki drugi predstavnici skupine pauka, uključujući lažne škorpione i krpelje, kao i stonoge.
Kako pauci proizvode mreže?
Veliki broj žlijezda pauka nalazi se u trbušnoj šupljini pauka. Kanali takvih žlijezda otvaraju se u najmanje vrteće se cijevi, koje imaju pristup krajnjem dijelu posebnih paukovih bradavica. Broj cijevi za predenje može varirati ovisno o vrsti pauka. Na primjer, vrlo uobičajeni križni pauk ima ih pet stotina.
Ovo je zanimljivo! U arahnoidnim žlijezdama proizvodi tekuću i viskoznu proteinsku tajnu, čija je značajka sposobnost da se gotovo trenutno stvrdne pod utjecajem zraka i pretvori u tanke dugačke niti.
Proces ispredanja mreže sastoji se od pritiskanja bradavica paukove mreže na podlogu. Prvi, beznačajni dio ispuštene tajne stvrdne se i čvrsto zalijepi za podlogu, nakon čega pauk izvlači viskoznu tajnu pomoću stražnjih nogu. U procesu uklanjanja pauka s mjesta pričvršćivanja mreže, tajna proteina se rasteže i brzo se stvrdne. Do danas postoji sedam dobro poznatih i dobro proučenih različiti tipovi paukove žlijezde koje proizvode različiti tipovi niti.
Sastav i svojstva mreže
Paukova mreža je proteinski spoj koji također uključuje glicin, alanin i serin. Unutarnji dio Formirane niti predstavljene su krutim proteinskim kristalima, čija veličina ne prelazi nekoliko nanometara. Kristale drže zajedno visoko elastične proteinske veze.
Ovo je zanimljivo! Neobično svojstvo mreže je njezina unutarnja šarka. Kada se objesi na paukovu mrežu, bilo koji predmet se može rotirati neograničen broj puta, bez uvijanja.
Primarne niti su isprepletene paukom i postaju deblje arahnoidno vlakno. Pokazatelji čvrstoće mreže bliski su onima najlona, ali mnogo jači od tajne svilene bube. Ovisno o namjeni za koju se mreža treba koristiti, pauk može osloboditi ne samo ljepljivu, već i suhu nit, čija debljina znatno varira.
Web funkcije i njihova svrha
Pauci koriste mrežu u razne svrhe. Tkan od izdržljivog i pouzdan web sklonište vam omogućuje stvaranje najpovoljnijih mikroklimatskih uvjeta za člankonošce, a služi i kao dobro sklonište, kako od lošeg vremena, tako i od brojnih prirodnih neprijatelja. Mnogi artropodasti paučnjaci mogu svojom mrežom isplesti zidove svog nerca ili od njega napraviti svojevrsna vrata u nastambu.
Ovo je zanimljivo! Neke vrste koriste mrežu kao oblik prijevoza, a mladi pauci napuštaju roditeljsko gnijezdo na dugim nitima mreže koje podiže vjetar i prenosi na znatne udaljenosti.
Najčešće, pauci koriste mreže za tkanje ljepljivih mreža za hvatanje, što omogućuje učinkovito hvatanje plijena i pružanje hrane člankonožcu. Ništa manje poznate su takozvane jajne čahure iz mreže, unutar kojih se pojavljuju mladi pauci.. Neke vrste pletu sigurnosne niti mreže kako bi zaštitile člankonošce od pada tijekom skoka i kako bi pomaknule ili uhvatile plijen.
Web za reprodukciju
Sezona parenja karakterizira dodjela niti paučine od strane ženke, što vam omogućuje pronalaženje optimalnog para za parenje. Na primjer, mužjaci puževa mogu pored mreža koje su izradile ženke izgraditi minijaturne čipke paučine za parenje u koje se mame pauci.
Mužjaci pauka križanca vješto pričvršćuju svoje vodoravne mreže na radijalno raspoređene niti mreža za hvatanje koje prave ženke. Snažnim udarcima udovima po mreži mužjaci izazivaju vibriranje mreže i na tako neobičan način pozivaju ženke na parenje.
Mreža za hvatanje plijena
Kako bi uhvatili svoj plijen, mnoge vrste pauka pletu posebne mreže za hvatanje, ali neke vrste karakteriziraju korištenje osebujnih lasa i niti pauka. Pauci koji se skrivaju u nastambama jazbina postavljaju signalne niti koje se protežu od trbuha člankonožaca do samog ulaza u njegovo sklonište. Kada plijen padne u zamku, vibracija signalne niti odmah se prenosi na pauka.
Ljepljive spiralne mreže za hvatanje izgrađene su na nešto drugačijem principu.. Prilikom izrade, pauk počinje tkati od ruba i postupno se kreće prema središnjem dijelu. U tom slučaju nužno se održava isti razmak između svih zavoja, što rezultira takozvanom "Arhimedovom spiralom". Pauk posebno grize niti na pomoćnoj spirali.
Web za osiguranje
Pauci skakači koriste niti mreže kao osiguranje kada napadaju žrtvu. Pauci pričvršćuju sigurnosnu nit mreže na bilo koji predmet, nakon čega člankonožac skače na željeni plijen. Ista nit, pričvršćena za podlogu, koristi se za noćenje i osigurava člankonožac od napada svih vrsta prirodnih neprijatelja.
Ovo je zanimljivo! Južnoruske tarantule, napuštajući svoje prebivalište-rupu, za sobom povlače najtanju nit paučine, što im omogućuje da brzo pronađu, ako je potrebno, put natrag ili ulaz u sklonište.
Web kao transport
Do jeseni neke vrste pauka izlegu mlade. Mladi pauci koji su preživjeli u procesu odrastanja pokušavaju se popeti što je više moguće, koristeći u tu svrhu drveće, visoko grmlje, krovove kuća i drugih zgrada, ograde. Dosta čekanja jak vjetar, mali pauk ispušta tanku i dugačku paučinu.
Udaljenost kretanja izravno ovisi o duljini takve transportne mreže. Nakon što je pričekao da se mreža dobro zategne, pauk joj odgrize kraj i vrlo brzo odleti. U pravilu, "putnici" mogu letjeti nekoliko kilometara na webu.
Srebrni pauci koriste mrežu kao vodeni prijevoz. Ovaj pauk mora disati da bi lovio u vodi atmosferski zrak. Kada se spušta na dno, člankonožac može uhvatiti dio zraka i dalje vodene biljke neka vrsta zračnog zvona izgrađena je od mreže, koja zadržava zrak i omogućuje pauku da lovi svoj plijen.
Objašnjenje razloga i odgovarajuću raspravu možete pronaći na stranici Wikipedia: Za brisanje/16. lipnja 2017. |
Julija Mihajlova - Gertruda, prijateljica, a od 4. sezone - Tumanovljeva žena (umrla od udarca bokserom u glavu u 12. epizodi 5. sezone)
Marina Weinbrand - Marina Solomatina, kapetan / mlađi savjetnik pravosuđa, istražitelj Ureda tužitelja / istražnog odbora, bivša cura Tumanova, očekujući dijete od njega
Ksenija Dementjeva - Natalija Maretskaja, Grekovljeva žena
Ilya Rogovin - Ilya Golitsyn, forenzičar, informatičar(od sezone 6)
Sergej Plaskin - Stepanych, sudski vještak(od sezone 6)
Kirill Gratsinsky - Grigory Zhurbin, policijski poručnik, bivši zaposlenik odjela "K", tehničar(od sezone 6)
Anna Bachalova - Anastasia Malinkina, kardiolog, Tumanovljeva ljubavnica(od sezone 7)
Anastasia Sapozhnikova - Olga Medyanik, djelatnica Odjela za unutarnju sigurnost(od sezone 8)
TV gledanost
| Sezona | Kol epizode |
Prva epizoda sezone | Zadnja epizoda sezone | Prosječna publika (u milijunima) |
||
|---|---|---|---|---|---|---|
| datum | Broj gledatelja (u milijunima) |
datum | Broj gledatelja (u milijunima) |
|||
| 1 | 16 | 10. rujna 2008 | ||||
| 2 | 12 | 15. siječnja 2009 | ||||
Pauci pripadaju najstarijim stanovnicima Zemlje: tragovi prvih paučnjaka pronađeni su u stijenama starim 340-450 milijuna godina. Pauci su oko 200-300 milijuna godina stariji od dinosaura i više od 400 milijuna godina stariji od prvih sisavaca. Priroda je imala dovoljno vremena ne samo da umnoži broj vrsta pauka (poznato ih je oko 60 tisuća), 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 prisutnosti određenih kemijske tvari kao što su eksplozivi ili droge. Paukove su čak planirali lansirati u svemir kako bi proučavali učinak mikrogravitacije na uzorak mreže. Ipak, najviše misterija skrivala je tvar od koje se mreža sastoji.
Mreža se, poput naše kose, životinjske dlake, niti svilene bube, sastoji uglavnom od proteina. Ali polipeptidni lanci u svakoj paučini isprepleteni su na tako neobičan način da su dobili gotovo rekordnu snagu. Pojedinačna nit koju proizvodi pauk jaka je poput čelične žice jednakog promjera. Uže ispleteno od paučine, debljine samo olovke, moglo 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 liječnika iz Arizone još 1881. Pred očima tog liječnika došlo je do pucnjave u kojoj je jedan od strijelaca ubijen. Dva su metka pogodila prsa i prošla kroz njih. Istovremeno su sa stražnje strane svake rane stršali komadići svilenog rupčića. 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 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!
Znanstvenici različite zemlje Svijet je dugo proučavao kemijski sastav mreže osmonožnih tkalaca, a danas je slika njegove strukture više-manje potpuno razotkrivena. Mrežna nit ima unutarnju jezgru od proteina koji se zove fibroin, a ovu jezgru okružuju koncentrični slojevi glikoproteinskih nanovlakana. Fibroin čini otprilike 2/3 mase mreže (i usput, prirodnog svilenog vlakna). To je viskozna, sirupasta tekućina koja se polimerizira i skrućuje na zraku.
Glikoproteinska vlakna, koja mogu imati samo nekoliko nanometara u promjeru, mogu biti paralelna s osi fibroinskog filamenta ili formirati spirale oko filamenta. Glikoproteini - složeni proteini koji sadrže ugljikohidrate i imaju molekularnu 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, staničnoj membrani itd.). .).
Tijekom formiranja mreže glikoproteinska vlakna su međusobno povezana vodikovim vezama, kao i vezama između CO i NH skupina, a značajan udio veza nastaje u arahnoidnim žlijezdama arahnida. Molekule glikoproteina mogu formirati tekuće kristale sa štapićastim fragmentima koji su naslagani paralelno jedni s drugima, što strukturi daje snagu krutine dok zadržava sposobnost tečenja poput tekućine.
Glavne komponente mreže su najjednostavnije aminokiseline: glicin H 2 NCH 2 COOH i alanin CH 3 CHNH 2 COOH. Mreža također sadrži anorganske tvari - kalijev hidrogenfosfat i kalijev nitrat. Njihove su funkcije svedene na zaštitu mreže od gljivica i bakterija i, vjerojatno, stvaranje uvjeta za stvaranje same niti u žlijezdama.
Posebnost weba je ekološka prihvatljivost. Sastoji se od tvari koje prirodni okoliš lako apsorbira i ne šteti tom okolišu. U tom smislu, web još nema analogije stvorene ljudskim rukama.
Pauk može razlikovati do sedam niti različite strukture i svojstava: neke za hvatanje "mreža", druge za vlastito kretanje, treće za signaliziranje itd. Gotovo sve ove niti mogle bi se široko koristiti u industriji i svakodnevnom životu kad bi bile mogli uspostaviti svoju široku proizvodnju. Međutim, teško je moguće "ukrotiti" pauke, poput svilenih buba, organizirati osebujne farme pauka: malo je vjerojatno da će to dopustiti agresivne navike pauka i osobine pojedinog farmera u njihovom karakteru. A za proizvodnju samo 1 m tkanine iz mreže potrebno je više od 400 pauka za "rad".
Je li moguće reproducirati kemijske procese koji se odvijaju u tijelu pauka i kopirati prirodni materijal? Znanstvenici i inženjeri dugo su razvijali tehnologiju kevlara - aramidnih vlakana:
dobivenih u industrijskim razmjerima i približavajući se svojstvima mreže. Vlakna kevlara pet su puta slabija od paučine, ali ipak toliko čvrsta da se od njih izrađuju laki pancirni prsluci, zaštitne kacige, rukavice, užad itd. Ali kevlar se dobiva u vrućim otopinama sumporne kiseline, dok je pauku potrebna obična temperatura. Kemičari još ne znaju kako pristupiti takvim uvjetima.
Međutim, biokemičari su pristupili rješenju problema znanosti o materijalima. Prvo su identificirani i dešifrirani geni pauka, programirajući formiranje niti jedne ili druge strukture. Danas se radi o 14 vrsta pauka. Zatim su američki stručnjaci iz nekoliko istraživačkih centara (svaka skupina neovisno) unijeli te gene u bakterije, pokušavajući dobiti željene proteine u otopini.
Znanstvenici iz kanadske biotehnološke tvrtke Nexia uveli su takve gene u miševe, zatim su prešli na koze, a koze su počele davati mlijeko s istim proteinom koji tvori nit mreže. U ljeto 1999. godine, dva afrička pigmejska koza, Peter i Webster, genetski su programirana da daju potomke koza čije je mlijeko sadržavalo ovaj protein. Ova pasmina je dobra jer potomci postaju odrasli već u dobi od tri mjeseca. Tvrtka još uvijek šuti o tome kako napraviti niti od mlijeka, ali već je registrirala naziv novog materijala koji je stvorila - "BioSteel" ("biočelik"). Članak o svojstvima "biočelika" objavljen je u časopisu "Science" ("Nauka", 2002., vol. 295, str. 427).
Njemački stručnjaci iz Gaterslebena otišli su drugim putem: uveli su paukolike gene u biljke - krumpir i duhan. Uspjeli su dobiti do 2% topivih proteina u gomoljima krumpira i listovima duhana, koji se uglavnom sastoje od spidroina (glavni fibroin pauka). Pretpostavlja se da će se, kada količine proizvedenog spidroina postanu znatne, od njega u prvom redu praviti medicinski zavoji.
Mlijeko dobiveno od genetski modificiranih koza po okusu se teško može razlikovati od prirodnog. Genetski modificirani krumpir sličan je običnom: u principu se može i kuhati i pržiti.
Bilješka!
Uredništvo
Biomolecule visoko cijeni znatiželju i interes za izume. Po drugi put u natjecanju bio/mol/tekst, izumitelj Yuri Shevnin dijeli svoje ideje i saznanja s publikom našeg portala. Urednici su impresionirani kreativnim pristupom autora i željom da podijeli znanje s drugima, međutim, mora se imati na umu da ovaj članak nije rigorozna znanstvena studija, a novi medicinski zavoji opisani u njemu tek trebaju biti testirani na mogućnost primjene u kliničkoj praksi.
Pokrovitelj nominacije Najbolji članak o mehanizmima starenja i dugovječnosti” je Zaklada Science for Life Extension. Nagradu publike sponzorirao je Helicon.
Sponzori natječaja: 3D Bioprinting Solutions Laboratorij za biotehnološka istraživanja i Visual Science Studio za znanstvenu grafiku, animaciju i modeliranje.
Ušao sam u sljedeću sobu, gdje su zidovi i strop bili potpuno prekriveni paučinom, osim uskog prolaza za izumitelja. Čim sam se pojavio na vratima, ovaj je glasno povikao da budem oprezniji i da mu ne pokidam mreže. Počeo se žaliti na kobna greškašto je svijet do sada činio, služeći se radom svilenih buba, dok mi uvijek imamo pri ruci mnoštvo kukaca, beskrajno superiornijih od spomenutih crva, jer su obdareni ne samo svojstvima predača, nego i tkalaca. Izumitelj je dalje istaknuo da bi zbrinjavanje pauka potpuno eliminiralo trošak bojanja tkanina, au to sam se sasvim uvjerio kad nam je pokazao mnoštvo lijepih raznobojnih mušica kojima je hranio paukove i čija je boja, prema njega, mora se nužno prenijeti na pređu koju je izradio pauk. A budući da je imao muha svih boja, nadao se da će zadovoljiti ukuse svih, čim nađe odgovarajuću hranu za muhe u obliku gume, ulja i drugih ljepljivih tvari, i tako dati veću gustoću i snagu niti paučine.
D. Swift
Gulliverova putovanja. Putovanje u Laputu (1725.)
Medicinski zavoji od paukove mreže
Zbog činjenice da je donacija skupa, imati veliki broj ograničenja u smjeru medicine, znanstvenici i liječnici diljem svijeta rade na razvoju alternativne metode obnavljanje oštećenja ljudskog tijela. Istodobno, raširena pojava oblika mikroorganizama rezistentnih na lijekove, prisutnost toksičnih, alergenih i drugih nuspojava kod antibiotika i kemoterapijskih lijekova diktiraju potrebu traženja novih netoksičnih lijekova s antimikrobno djelovanje i stimulirajući učinak na procese oporavka. Slična svojstva mogu se obdariti, na primjer, zavojima i zavojima protiv opeklina. Opekline su jedne od najčešćih u svijetu. traumatske lezije. U Rusiji se godišnje registrira više od 600 tisuća opeklina. Što se tiče smrti, opekline su na drugom mjestu nakon ozljeda zadobivenih u prometnim nesrećama.
Čini se da autor obećava nabavu obloga i zavoja protiv opeklina s weba. Svila je pristupačniji materijal, a njena proizvodnja već postoji. Međutim, mreža, zbog posebne topologije molekula i strukture u cjelini, ima veliki izgledi za medicinske zavoje i matrice u tehnologiji skela * ( tehnologija skela, s engleskog. skele- šume, skele) - uzgoj stanica na trodimenzionalnim podlogama prirodnog ili umjetnog podrijetla s ciljem prostornog oblikovanja uzgojenog organa ili njegovog fragmenta (slika 1).
* - O nekim drugima divna svojstva paučina "Biomolekula" je ranije rekla: " "Pametno" web ljepilo» . - Ed.
Slika 1. Web Linothele megatheloides pod mikroskopom
Prema elektronskoj mikroskopiji, matrice fibroina svile i rekombinantnog spidroina (web proteina) razlikuju se u parametrima pora. Stijenke pora u fibroinskim matricama imaju ujednačeniju strukturu s ljuskastom hrapavom površinom, dok spidroinske matrice imaju labaviju strukturu s perforiranom površinom. Unutarnja nanoporozna struktura rekombinantnog spidroinskog matriksa objašnjava njegovu sposobnost stvaranja povoljnijeg mikrookruženja za regeneraciju tkiva u tijelu. Međusobna povezanost struktura je nužan uvjet za ravnomjernu raspodjelu stanica i učinkovito urastanje tkiva in vivo, jer promiče aktivnu razmjenu plina, isporuku hranjivim tvarima i pravilan metabolizam.
Ovo nevjerojatno svojstvo weba poznato je već dugo vremena. U tradicionalna medicina postoji takav recept: da biste zaustavili krv, možete pričvrstiti mrežu na ranu ili ogrebotinu, pažljivo je očistiti od zaglavljenih insekata i malih grančica.
Mreža ima hemostatski učinak i ubrzava zacjeljivanje oštećene kože. Kirurzi i transplantolozi mogli bi ga koristiti kao materijal za šivanje i učvršćivanje implantata, kao i okvir za uzgoj umjetnih organa. Na primjer, ako je mrežasti okvir od paučine impregniran otopinom matičnih stanica, one će se brzo ukorijeniti na njemu, žile i živci će se protezati do stanica. Sama mreža će se na kraju otopiti bez traga. Uz pomoć weba 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. Ovaj naboj mreže također se može koristiti kao dio medicinskih zavoja. Mreža je negativno nabijena, a oštećeni dio tijela pozitivno. Dakle, kada rana komunicira s mrežom, uspostavlja se električna ravnoteža, što ima pozitivan učinak na proces zacjeljivanja. Zavoji s paučinom, zbog elektrostatske interakcije s ranom, izvlače mikroorganizme iz nje i zadržavaju ih unutar samog zavoja, sprječavajući njihovo razmnožavanje.
Sastav mreže uključuje tri tvari koje pridonose njenoj trajnosti: pirolidin, kalijev hidrogenfosfat I kalijeva salitra. Pirolidin jako upija vodu; ova tvar sprječava isušivanje paučine. Kalijev hidrogen fosfat zakiseljuje mrežu i sprječava rast gljivica i bakterija. Nizak pH uzrokuje denaturaciju proteina (čini ih netopivim). Kalijev nitrat inhibira rast bakterija i gljivica.
Zavoj od paučine osigurava odljev eksudata iz rane i mikroorganizama s površine rane, inhibira patogenu mikrofloru, ima antiedematozno i protuupalno djelovanje. Impregniran anestetikom, on će i anestezirati, stvarajući optimalne uvjete za odvijanje procesa zacjeljivanja.
Povijest web produkcije
Glavni problem za široku upotrebu proizvoda koji sadrže web je teškoća njegovog dobivanja na industrijskoj razini. Stotinama godina u Europi ljudi su pokušavali izgraditi farme paukove svile. U ožujku 1665. livade i ograde u blizini njemačkog Merseburga bile su prekrivene nevjerojatnom količinom mreže nekakvih paukova, a od nje su žene okolnih sela pravile vrpce i druge ukrase za sebe.
Godine 1709. francuska je vlada zatražila od prirodoslovca Renéa Antoinea de Réaumura da pronađe zamjenu za kinesku svilu i pokuša upotrijebiti mrežu za izradu odjeće. Skupljao je mrežu čahura pauka i pokušavao izraditi rukavice i čarape, no nakon nekog vremena odustao je od tog pothvata zbog nedostatka materijala čak i kako bi proizveo jedan par rukavica. Izračunao je da bi za obradu jedne funte paukove svile bilo potrebno 522-663 pauka. A industrijska proizvodnja će zahtijevati horde paukova i oblake muha da ih hrane - više nego muha 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 roda Nephila. Nedavno je od njihove mreže ispleten ogrtač težak više od kilograma. Gdje žive ovi divni pauci - u Brazilu i na Madagaskaru - mještani koristite mrežu za izradu pređe, šalova, ogrtača i mreža, skupljanje iz grmlja ili odmotavanje čahura jaja. Ponekad se konac izvlači izravno iz pauka, koji se stavlja u kutiju - iz njega viri samo vrh njegovog trbuha s paukovom mrežom. Od bradavica i povucite niti weba.
Razne metode i različiti pauci eksperimentatori su dobili, na primjer, niti ove duljine: 1) u dva sata od 22 pauka - pet kilometara, 2) u nekoliko sati od jednog pauka - 450 i 675 metara, 3) u devet "odmotavanja" jednog pauka unutar 27 dana - 3060 metara. Abbé Camboué istraživao je mogućnosti pauka s Madagaskara Goleba punctata: toliko je unaprijedio posao da je žive pauke u malim ladicama “spojio” direktno na posebnu vrstu tkalačkog stana. Tkalački je stan izvlačio niti iz paukova i odmah od njih tkao najfiniju tkaninu. pauci Goleba punctata pokušali su se aklimatizirati u Francuskoj i Rusiji, ali ništa od toga. U širokoj proizvodnoj mreži Nephila rijetko kad: za sadržaj Nephila ili križevi trebaju posebne farme, iako se ljeti mogu držati na lođi ili balkonu. Za rješavanje ovog stoljetnog problema potreban je suvremeni integrirani pristup i stvaranje optimalnih uvjeta za paukove i insekte, što bližih prirodnim.
Web produkcija danas
U 20. stoljeću, s pojavom kemijskih pesticida i sintetičkih tkanina, korisni kukci i pauci su zaboravljeni. Međutim, sami pesticidi nisu riješili problem štetnika usjeva. Izrađena je strategija očuvanja biološka raznolikost koji omogućava integraciju korisnih insekata i pauka u sustav 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 kralješnjaka, već i za uzgoj pauka i insekata.
To se može učiniti iu gradovima. Problem korištenja urbanog organskog otpada danas je posebno akutan. Ovaj otpad se može koristiti za hranjenje insekata. U gradovima postoje samo male farme za uzgoj cvrčaka, žohara i zofoba. Paukove uzgaja samo nekoliko entuzijastičnih čuvara. Istodobno, podrumi i tavani, gdje ove životinje uglavnom žive, nikako se ne koriste za odlaganje organskog otpada i za uzgoj ličinki insekata i pauka.
Ciljevi nove poljoprivredne strategije su ekološka poljoprivreda, povećanje bioraznolikosti i prihod od izgradnje i poslovanja malih obiteljskih gospodarstava za uzgoj insekata i paukova. Ti se organizmi, njihov otrov i mreže također mogu prodati za izvoz.
Nemoguće je sintetizirati web kemijski - struktura proteina je previše složena. Sve vodeće svjetske tvrtke odustale su od pokušaja sintetiziranja weba. Nekoliko laboratorija nastavlja s radom i pokušava dobiti mreže od kvasca, bakterija, pa čak i koza [4–6]. Svi ti pristupi zahtijevaju vrlo sofisticiranu opremu i visoke financijske troškove. Istodobno, njihove niti ispadaju potpuno drugačije kvalitete, inferiornije od "izvornika" u smislu čvrstoće i antibakterijskih svojstava. Osim toga, količina mreže proizvedene u takvim laboratorijima vrlo je skromna: znanstvenici se ponekad prikazuju na televiziji kako demonstriraju uzorke sintetičke mreže veličine nokta u pinceti ili u maloj bočici.
Živi pauci također su napušteni da skupljaju mrežu, iako je ta ideja više puta predlagana. Bilo je nekoliko prepreka. Prije svega, svadljivost pauka i sklonost kanibalizmu smetaju: 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 27 000 pauka srednje veličine bilo potrebno za proizvodnju 500 grama mreže; prema G.P. Kirsanov, križni pauci proizveli su 230 mg paučine u 24 sata. Četrnaest tisuća pauka iz roda Nephila daju približno 28 g paučine. Prema drugim izvorima, potrebno je oko 23 tisuće pauka za dobivanje 29 g paučine. Ova razlika u brojevima sugerira da podatke o učinkovitosti pauka treba potvrditi. 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 izoliranih jedan od drugoga, čime se sprječavaju i epidemije i masovna smrtnost. Istodobno, za proizvodnju medicinskih materijala i lijekova s mreže potrebno je koristiti ne-pauke iz roda Nephila ili križevi, i sami pauci s najvećim arahnoidnim dodacima - Linothele megatheloides(slika 2) i drugi Dipluridae.
Slika 2. Pauk Linothele megatheloides, žensko.
Kao rezultat studije, autor je dobio podatke da pauci ove vrste Linothele megatheloides mjesečno proizvode više od 2 g paučine. Za to imaju duge (više od 20 mm) arahnoidne dodatke (slika 3). Ovi organi imaju više od tisuću mikrofilamenata kroz koje niti mreže izlaze poput filma.
Autor je testirao mrežu kako bi izradio obloge protiv opeklina (slika 4). Kao rezultat korištenja ove mreže na opeklini, zacjeljivanje je nastupilo u roku od tjedan dana. Nije zahtijevalo dodatne obloge i uklanjanje gnoja. Dva tjedna kasnije od opekline nije ostalo ni traga.
Slika 3. Privjesci pauka Linothele megatheloides pod mikroskopom.
Slika 4. Opeklina prekrivena zavojem s paučinom Linothele megatheloides.
Posađeno u posebnom spremniku Linothele megatheloides sat kasnije počinju s radom i sloj po sloj pokrivaju tekstilnu podlogu spremnika površine 1 m 2 s paučinom. Za dva mjeseca, mreža jednog pauka bit će dovoljna da pokrije cijelu površinu ljudskog tijela. Takav inovativni medicinski materijal s paučinom mogao bi možda spasiti život osobi s opeklinama preko 60% cijele površine tijela.
Kao rezultat svojih promatranja, autor je utvrdio da, zahvaljujući posebnim dodacima prehrani, potomstvo i preživljavanje potomstva Linothele megatheloides su 100%. Riječ je o prosječno 50 mladih jedinki - potencijalnih proizvođača "druge kože" - tijekom šest mjeseci. Za hranjenje jedne ženke potrebno je 2-3 žohara tjedno. Uvjeti za držanje pauka su nedostatak sunčeve svjetlosti, visoka vlažnost (80-90%), temperatura 28 ° C, složena prehrana i prskanje mreže jednom tjedno. Stvaranjem povoljnih uvjeta za hranjenje, držanje, brigu i "mužu" pauka, moguće je postići povećanje vrtnje mreže za 2-3 puta.
Izrada obloga i zavoja od paučine Linothele megatheloides
Pletena mrežasta podloga (na primjer, gaza s vlagom većom od 80%) stavlja se na dno polietilenske posude. Kontejner ima perforacije za ventilaciju, senzore vlage i temperature, poklopac za podizanje, kapilarnu mlaznicu i ventil za dovod žive hrane. Kontejneri su raspoređeni okomito, tvoreći blok visine 1,5-2 metra (slika 5).
Slika 5. Stan Linothele megatheloides. A - Pauk u posudi s pletenom podlogom. b - Shema spremnika. V - Blok kontejnera.
Slika 6. Zavoj s paučinom Linothele megatheloides (A) i sterilno pakiranje za to ( b).
Jednom mjesečno spremnik se otvori, pauk se stavi u drugu malu polietilensku posudu, uklone se ostaci hrane, tekstilna podloga s paučinom poprska se otopinom hijaluronske i pantotenske kiseline, anestetikom i antiseptikom, prekrije se polietilenom. rastezljiva folija i upletena. Zatim se svitak, zajedno s mrežom, reže na 10 dijelova i stavlja u zapečaćeno pakiranje (slika 6). Zapakirane smotuljke šaljemo na sterilizaciju zračenjem. Pauk se pušta natrag u veliku posudu.
Takav zavoj se nanosi odmotavanjem i skidanjem polietilenskog sloja, paučinom na ranu ili opeklinu. Kada su mreža i tekstilna podloga zasićeni limfom, podloga se uklanja i na rani ostaje samo zacjeljujući i prozračni sloj mreže.
Nakon što osoba zaliječi svoju ranu flasterom s 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 dobivaju dodatak prehrani u obliku hranjivog medija - dodatnog izvora proteina i vitamina koji sadrži biomasu micelija iz penicilina i streptomicina, otpada iz proizvodnje, kao i mrlju bez kvasca - iz otpada proizvodnje pivskog kvasca. Hranjiva podloga se čuva do dvije godine na temperaturi od +5 °C. Za hranjenje insekata, sitno nasjeckane mrkve i kupus izbacuju se u zdrobljenu hranjivu podlogu. Na takvoj hrani, žohari i cvrčci se ne razbole, brzo rastu i množe se. Pauci istodobno povećavaju proizvodnju mreža za 60%. Korištenje micelijske prehrane omogućuje vam stimuliranje reprodukcije pauka i dobivanje mreže u najvećim mogućim količinama. Pretraga rada aditivi za hranu kako bi se povećala raznolikost hrane za pauke, nastavit će se. Za stvaranje farme za sakupljanje paučine predlaže se projekt dizajna u obliku okruglog šatora promjera 12 m s vlačnim premazom, sličnim radu paučine (slika 7).
S razvojem ovog ekološki prihvatljivog načina stvaranja medicinskih obloga i zavoja, mogući su eksperimenti za uzgoj produktivnijih hibrida paukova iz obitelji Dipluridae. Intraspecifična hibridizacija, selekcija i posebna prehrana u ugodnim uvjetima ne isključuju genetske eksperimente za povećanje veličine pauka. Za sada to nitko ne radi, au društvu pojedinih uzgajivača pauka ova je tema tabu.
Mlijeko je moguće proizvesti uz pomoć gljivica i bakterija – ali zašto, kad postoje krave? Struktura mreže je mnogo složenija od proteinske strukture mlijeka. Stoga se sva traženja sintetičkih analoga mreže mogu odgoditi za vrijeme trajanja evolucije pauka. Nove vrste dobivene genetskom modifikacijom i uzgojem rade s obitelji Dipluridae povećat će veličinu pauka i njihovu mrežnu produktivnost za proizvodnju odjeće. Mreža se može obraditi silikonom i može se nabaviti tkanina za vanjsku odjeću jedinstvena svojstva. Takva tkanina neće koštati više od svile.
Zaključak
Opisano istraživanje stvara osnovu za novi tip stočarstva. Na temelju toga, moguće je skalirati proizvodnju weba uz niske troškove, a time i komercijalizirati je. Tržišna potražnja za bioresorptivnim zavojima za rane je 400 tisuća dm 2 /god. Predviđeni kapacitet tržišta u ovom segmentu je 150 milijuna dolara.
Projekt se može proširiti povećanjem proizvodnje i stvaranjem mini farmi za proizvodnju paučine. Nema komplicirane opreme visoke temperature, visokotlačni a otrovni materijali nisu potrebni za ovu tehnološku opciju. Trenutno se, primjerice, pčelarstvom bavi oko 5 tisuća gospodarstava i 300 tisuća pčelara amatera, poljoprivrednika i samostalnih poduzetnika. Ne može svatko koristiti med, ali medicinski zavoji ili flasteri od paučine bit će korisni svima. Dok se tehnologija razvija i certificira, svi se mogu pozvati da sami uzgajaju paukove i skupljaju mreže. Za sterilizaciju možete koristiti ultraljubičastu svjetiljku. Da biste sebi osigurali dva četvorna metra mreže, trebat će vam jedna posuda sa ženkom Linothele megatheloides i dva mjeseca. Žena Linothele megatheloidesživi 10 godina. Na okućnici možete postaviti izoliranu paučinu dimenzija 3 x 6 metara s dvije prostorije (slika 8). U jednoj možete žeti sirovine, au drugoj izrađivati niti od paučine, tkati platno i šivati odjeću. Otpada iz takve mini tvornice jednostavno nema.
Slika 8. Uzgoj mini farme Linothele megatheloides, skupljaju svoje mreže i izrađuju odjeću u vrtu.
Od starih školjaka koje je pauk ispustio tijekom linjanja mogu se izraditi suveniri i nakit tako da se napune polimernom smolom. Iz glava mrtvih pauka može se izvući otrov za proizvodnju ljekovitih pripravaka*. Ozlijeđeni i bolesni dobit će novi lijek - prirodnu "kožu" - a takvu mini-produkciju moći će napraviti svatko.
Autor neće dobiti patente i certifikate na temu istraživanja, jer želi da to znanje bude dostupno svima.
* - Tih lijekova (osobito analgetika) može biti jako puno - unatoč jednom broju riječi "otrov": otrov jednog pauka može sadržavati stotine otrovnih komponenti potpuno različitih kemijske prirode. O knjižnicama toksina pauka govori članak " » . - Ed.
Književnost
- biomolekula: "'Pametno' ljepilo s mreže";
- Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Usporedna analiza trodimenzionalne nanostrukture poroznih biorazgradivih matrica od rekombinantnog spidroina i fibroina svile za regenerativnu medicinu. ;
- Pelerina izrađena od paukove svile bit će izložena u Europi. Stranica GlobalScience.ru, 2012;
- Tehnološka platforma "Medicina budućnosti". Web stranica Euroazijske ekonomske komisije, 2012;
- Aksenova L. (2013). Pauci će vam pomoći da zaboravite na bol. Web stranica "Gazeta.ru";
- biomolekula: "Veliki strateg nije ni sanjao".
