Na čo slúži web. Neuveriteľné využitie webu na medicínske účely

Ako pavúk pletie sieť, odborníci nakrútili video, kde môžete podrobne vidieť akcie článkonožca. Schopnosť tkať prelamovanú tkaninu, lievikovité siete, zámotky pre larvy sa prenáša geneticky. Mladý pavúk opakuje všetky činy svojej matky a nikdy nevidí, ako sa to robí. Pavúky robia sieť rôznou v tvare, veľkosti, štruktúre, používajú sa na rôzne účely.

Zloženie pavučiny

Je to tajomstvo pavúčích žliaz. Po izolácii sa natiahne, vytvrdne vo forme tenkých nití. V budúcnosti sa prepletú, zosilnia. Používa sa na vytvorenie vzoru alebo ako stavebný materiál.

Z čoho pozostáva pavučina - proteín obohatený o alanín, serín, glycín. Vnútri arachnoidálna žľaza látka je v tekutej forme. V procese prechodu cez zvlákňovacie rúrky sa vytvrdzuje, mení sa na vlákno.

Odkiaľ pochádza pavučina - z bradavíc nachádzajúcich sa v blízkosti genitálií. Vo vnútri vlákna sa vytvára kryštalický proteín, ktorý zvyšuje pevnosť a pružnosť vlákien. V závislosti od účelu, na ktorý bude pás použitý, sa mení hrúbka a pevnosť.

Zaujímavé!

Pevnosť pavučiny je blízka nylonu, zachováva napätie pri naťahovaní, stláčaní nití. Predmet zavesený na dlhej pavučine sa dá dlho otáčať jedným smerom, nezamotá sa, dokonca nebude pri pohybe vykazovať odpor. Vďaka tejto vlastnosti môže pavúk visieť vo vzduchu po dlhú dobu, pripevniť koniec k rastline, ako aj na veľké vzdialenosti pomocou nárazov vetra.

Prečo pavúk tká sieť - hlavné funkcie

Web sa neprideľuje svojvoľne, ale podľa potreby. Rôzni ľudia používajú vlákna na rôzne účely, ale absolútne všetky ženy používajú špeciálne tajomstvo na prilákanie mužov.

• Ak dôkladne zvážite, kde samica uvoľňuje pavučinu, všimnete si, že bradavice s tajomstvom sa nachádzajú v blízkosti genitálií. Pohlavne dospelá samica navyše uvoľňuje pachové látky, ktorých pach zachytáva samec.
• Rodina pletie záchytné siete. Vytváranie veľkých exemplárov v okruhu dosahuje 2 m Hustota plátna je taká, že sa do neho zamotá vták, malý hlodavec a obojživelníky. Hmyz a jeho larvy sa zapletú do sietí.
• Pôda, podzemné exempláre si stavajú v zemi nory s početnými labyrintmi. Záchytné siete nestavajú, ale chránia vchod pavučinou, ťahajú signálne nite. Svojou vibráciou určujú prístup potenciálnej obete, okamžite sa vydávajú na lov.
• Pavúky žijú oddelene, zhromažďujú sa v pároch iba na párenie. Majetky sú rozdelené, keď sa porušujú hranice, dochádza k smrteľným bojom. Na presídlenie, rozvoj novej oblasti, pavúk tká silnú dlhú niť, pripevňuje ju k listu, vetvičke, klesá, čaká na poryv vetra. Vzduchom môže článkonožec preletieť niekoľko stoviek kilometrov alebo pristáť pod susedným kríkom. Aktívna migrácia začína po narodení mladej generácie pavúkov.
• Po oplodnení si samica začne vytvárať kuklu z pavučiny. Vnútri znáša 50 až 1000 vajec. Fixuje sa na odľahlom mieste alebo sa ťahá po celú dobu vývoja lariev.
• Zo silných nití si pavúkovec stavia dom pre seba, prístrešok na zimovanie. Jedinečné stvorenie- stavia hniezdo pod vodou. Spočiatku utká dom z nití, naplní ho vzduchom, žije vo vnútri, vpustí samca do obdobia párenia, vyliahne tam mláďatá, ulovenú obeť vtiahne dovnútra.
• Predátor po injekcii toxínu zabalí svoju korisť do siete. Potom korisť opustí, sleduje ju bokom, kým kŕče neustanú. Ak dravec nie je hladný, ulovenú korisť zavesí na pavučinu na odľahlom mieste v rezerve.
• Niektoré druhy článkonožcov obalia listy pavučinami, natiahnu dlhú niť, potiahnu ju, aby odvrátili pozornosť predátorov z ich úkrytu. Vyrobia bábku, ktorú potom šikovne ovládajú. Niektorí ďalší remeselníci tkajú plť z improvizovaných prostriedkov, plávajú na hladine vody, chytajú poter, larvy a kôrovce.

Pavúk opúšťa odchytové siete s výrazným poškodením nití hmyzom. Po chytení 12 obetí začína tvoriť nové plátno.

Na poznámku!

Článkonožce často požierajú svoj vynález. Tento jav sa vysvetľuje doplnením tela bielkovinami, prítomnosťou vlhkosti, ktorá sa hromadí na plátne v dôsledku rosenia.

Ako pavúk spriada sieť

Mnoho pavúkovcov je nočných, zaoberajú sa „tkaním“ v tme. Ako dlho pavúk tká sieť závisí od typu článkonožca. V priemere trvá snovačke guľôčok asi 1 hodinu, kým vytvorí silné záchytné siete. Ak je potrebná rekonštrukcia, proces trvá niekoľko minút.

Ako rýchlo pavúk roztočí sieť, môžete vidieť vo videu nižšie. Tento článkonožec to robí automaticky, pričom zakaždým opakuje rovnaký vzor. Najatraktívnejšie sú prelamované vzory orbov. Spočiatku sa odoberie silná pavučina, natiahnutá v tvare trojuholníka, potom sa vytvoria bunky rôznych veľkostí.

Zaujímavé!

Spider web žijúci v tropické pralesy Brazília, taká odolná, že ju využívajú miestni rybári na lov rýb. Nite sa používajú na tkanie tenkej, ale veľmi odolnej látky. Kraig Biocraft vyrába nepriestrelné vesty z prírodných surovín pavúkov.

Ako pavúk pletie sieť medzi stromami, je možné vidieť v záhrade, v podmienkach voľne žijúcich živočíchov. Prelamovaná tkanina alebo lievik sa leskne na slnku, priťahuje hmyz. Ale samotný proces, ako keď pavúk ťahá sieť medzi dvoma stromami, si zaslúži obdiv. Predátor spočiatku klesá, čaká na poryv vetra, pohybuje sa vzduchom na susedný strom a tam zafixuje druhý koniec. Potom vec zostáva malá.

Počas letu si pavúk reguluje rýchlosť nastavovaním dĺžky vlákna. Pri predĺžení sa pohybuje pomalšie, pri stiahnutí sa pohybuje rýchlejšie. Ak chcete pristáť, musíte hodiť web na rastlinu, strom.

Sieť je akýmsi tajomstvom, ktoré produkujú pavúčie žľazy. Takéto tajomstvo je po krátkom čase po izolácii schopné stuhnúť vo forme silných proteínových vlákien. Sieť vylučujú nielen pavúky, ale aj niektorí ďalší predstavitelia skupiny pavúkovcov, vrátane falošných škorpiónov a kliešťov, ako aj mnohonožiek.

Ako pavúky vytvárajú siete?

V brušnej dutine pavúka sa nachádza veľké množstvo pavúčích žliaz. Kanáliky takýchto žliaz ústia do najmenších zvlákňovacích rúrok, ktoré majú prístup ku koncovej časti špeciálnych pavúčích bradavíc. Počet rotujúcich trubíc sa môže líšiť v závislosti od typu pavúka. Napríklad veľmi bežný kríženec ich má päťsto.

Je to zaujímavé! V arachnoidálnych žľazách produkuje tekuté a viskózne proteínové tajomstvo, ktorého vlastnosťou je schopnosť takmer okamžite stvrdnúť pod vplyvom vzduchu a zmeniť sa na tenké dlhé vlákna.

Proces spriadania siete spočíva v pritlačení bradavíc pavučiny k substrátu. Prvá, nevýznamná časť uvoľneného tajomstva stuhne a bezpečne priľne k substrátu, potom pavúk vytiahne viskózne tajomstvo pomocou zadných nôh. V procese odstraňovania pavúka z miesta pripevnenia siete sa proteínové tajomstvo natiahne a rýchlo stvrdne. K dnešnému dňu je známych a preštudovaných sedem odlišné typy pavúčie žľazy, ktoré produkujú odlišné typy vlákna.

Zloženie a vlastnosti siete

Pavučina je proteínová zlúčenina, ktorá tiež zahŕňa glycín, alanín a serín. Vnútorná časť vytvorené vlákna predstavujú tuhé proteínové kryštály, ktorých veľkosť nepresahuje niekoľko nanometrov. Kryštály sú držané pohromade vysoko elastickými proteínovými väzbami.

Je to zaujímavé! Neobvyklou vlastnosťou siete je jej vnútorný záves. Po zavesení na pavučine je možné ľubovoľný predmet otáčať neobmedzene veľakrát bez toho, aby sa krútil.

Primárne vlákna sú prepletené pavúkom a stávajú sa hrubším pavučinovým vláknom. Ukazovatele pevnosti pavučiny sú podobné nylonovým, ale oveľa silnejšie ako tajomstvo priadky morušovej. V závislosti od účelu, na ktorý má byť pavučina použitá, môže pavúk uvoľniť nielen lepkavú, ale aj suchú niť, ktorej hrúbka sa značne líši.

Funkcie webu a jeho účel

Pavúky využívajú pavúky na rôzne účely. Prístrešok tkaný zo silnej a spoľahlivej siete vám umožňuje vytvoriť pre článkonožce najpriaznivejšie mikroklimatické podmienky a tiež slúži ako dobrý prístrešok pred zlým počasím a mnohými prirodzenými nepriateľmi. Mnoho článkonožcov pavúkovcov je schopných opliesť steny svojho norka svojou pavučinou alebo z nej urobiť akési dvere do príbytku.

Je to zaujímavé! Niektoré druhy využívajú sieť ako formu dopravy a mladé pavúky opúšťajú rodičovské hniezdo na dlhých vláknach siete, ktoré vietor zachytáva a prenáša na značné vzdialenosti.

Pavúky najčastejšie používajú siete na tkanie lepkavých lapacích sietí, čo umožňuje efektívne chytiť korisť a poskytnúť článkonožcom potravu. Nemenej známe sú takzvané vaječné zámotky z webu, vo vnútri ktorých sa objavujú mladé pavúky.. Niektoré druhy tkajú bezpečnostné vlákna, ktoré chránia článkonožca pred pádom počas skoku a pohybujú alebo chytajú korisť.

Web na reprodukciu

Chovná sezóna sa vyznačuje prideľovaním pavučinových nití samicou, ktoré vám umožňujú nájsť optimálny pár na párenie. Napríklad samce slimákov si dokážu postaviť vedľa sietí vytvorených samicami miniatúrne páriace pavučinové šnúrky, do ktorých sa lákajú pavúky.

Samčie krížové pavúky obratne pripevňujú svoje horizontálne siete k radiálne usporiadaným vláknam zachytávacích sietí vyrobených samicami. Tým, že samce udierajú do siete silnými údermi svojimi končatinami, spôsobujú, že sieť vibruje a takýmto neobvyklým spôsobom vyzývajú samice k páreniu.

Web na chytanie koristi

Na zachytenie svojej koristi mnohé druhy pavúkov tkajú špeciálne lapacie siete, ale niektoré druhy sa vyznačujú používaním zvláštnych pavúčích las a nití. Pavúky, ktoré sa ukrývajú v obydliach v norách, umiestňujú signálne vlákna, ktoré sa tiahnu od brucha článkonožca až po samotný vchod do jeho úkrytu. Keď korisť padne do pasce, vibrácie signálneho vlákna sa okamžite prenesú na pavúka.

Lepiace záchytné špirálové siete sú postavené na trochu inom princípe.. Pri jeho vytváraní sa pavúk začne tkať od okraja a postupne sa pohybuje smerom k centrálnej časti. V tomto prípade je nevyhnutne zachovaná rovnaká medzera medzi všetkými zákrutami, výsledkom čoho je takzvaná "Archimedesova špirála". Vlákna na pomocnej špirále sú špeciálne ohryzené pavúkom.

Web pre poistenie

Skákacie pavúky používajú vlákna siete ako poistku pri útoku na obeť. Pavúky pripevnia bezpečnostný závit pavučiny na akýkoľvek predmet, po ktorom článkonožec skočí na zamýšľanú korisť. Rovnaká niť pripevnená k substrátu sa používa na nocľah a zabezpečuje článkonožce pred útokom všetkých druhov prirodzených nepriateľov.

Je to zaujímavé! Juhoruské tarantuly, ktoré opúšťajú svoje obydlie, ťahajú za sebou najtenšiu pavučinovú niť, čo im umožňuje v prípade potreby rýchlo nájsť cestu späť alebo vchod do úkrytu.

Web ako doprava

Na jeseň sa z niektorých druhov pavúkov liahnu mláďatá. Mladé pavúky, ktoré prežili v procese dospievania, sa snažia vyliezť čo najvyššie, pričom na tento účel používajú stromy, vysoké kríky, strechy domov a iných budov, ploty. Po čakaní na dostatočne silný vietor uvoľňuje malý pavúk tenkú a dlhú pavučinu.

Vzdialenosť pohybu priamo závisí od dĺžky takéhoto transportného pásu. Po čakaní na dobré napnutie siete si pavúk odhryzne jej koniec a veľmi rýchlo vzlietne. Spravidla sú „cestovatelia“ schopní na webe preletieť niekoľko kilometrov.

Strieborné pavúky používajú sieť ako vodný transport. Tento pavúk potrebuje dýchať, aby mohol loviť vo vode atmosférický vzduch. Pri zostupe na dno je článkonožec schopný zachytiť časť vzduchu a ďalej vodné rastliny z pavučiny je skonštruovaný akýsi vzduchový zvon, ktorý drží vzduch a umožňuje pavúkovi loviť korisť.

Vysvetlenie dôvodov a zodpovedajúcu diskusiu nájdete na stránke Wikipedia:Na vymazanie/16. júna 2017 . Zatiaľ čo proces diskusie nie je dokončený, článok je možné vylepšiť, ale mali by ste sa zdržať premenovania alebo neodôvodneného odstraňovania obsahu, pozrite si ďalšie podrobnosti. Neodstraňujte príznak na vymazanie až do konca diskusie. Naposledy upravil Theleonid084 (príspevok, denníky) o 13:38, 3. február 2019 (UTC; asi pred 71 dňami). Administrátori: odkazy tu, história, protokoly, mazanie.

Julia Mikhailova - Gertrúda, priateľka a od 4. sezóny - Tumanovova manželka (zomrela po údere do hlavy mosadznými kĺbmi v epizóde 12 5. série)

Marina Weinbrandová - Marina Solomatina, kapitánka / mladší radca spravodlivosti, vyšetrovateľka prokuratúry / vyšetrovacieho výboru, ex priateľka Tumanová, ktorá od neho čaká dieťa

Ksenia Dementieva - Natalya Maretskaya, Grekovova manželka

Iľja Rogovin - Iľja Golitsyn, súdny znalec, počítačový vedec(od sezóny 6)

Sergei Plaskin - Stepanych, súdny znalec(od sezóny 6)

Kirill Gratsinsky - Grigorij Žurbin, policajný poručík, bývalý zamestnanec oddelenia „K“, technik(od sezóny 6)

Anna Bachalová - Anastasia Malinkina, kardiologička, Tumanovova milenka(od sezóny 7)

Anastasia Sapozhnikova - Oľga Medyanik, pracovníčka odboru vnútornej bezpečnosti(od sezóny 8)

TV hodnotenie

Publikum prvej show seriálu na kanáli NTV

Sezóna	Množ epizód	Prvá epizóda sezóny		Posledná epizóda sezóny		Priemerné publikum (v miliónoch)
		dátum	Počet divákov (v miliónoch)	dátum	Počet divákov (v miliónoch)
1	16	10. september 2008
2	12	15. januára 2009

Pavúky patria k najstarším obyvateľom Zeme: stopy prvých pavúkovcov sa našli v horninách starých 340 – 450 miliónov rokov. Pavúky sú o 200-300 miliónov rokov staršie ako dinosaury a o viac ako 400 miliónov rokov staršie ako prvé cicavce. Príroda mala dosť času nielen znásobiť počet druhov pavúkov (je ich známych asi 60 tisíc), ale aj mnohé z týchto osemnohých predátorov vybaviť úžasným prostriedkom lovu – pavučinami. Vzor siete môže byť odlišný nielen u rôznych druhov, ale aj u jedného pavúka v prítomnosti určitých chemických látok ako sú výbušniny alebo drogy. Pavúky sa dokonca chystali vypustiť do vesmíru, aby študovali vplyv mikrogravitácie na štruktúru siete. Najviac zo všetkých záhad však skrývala podstata, z ktorej sieť pozostáva.

Sieť, podobne ako naše vlasy, zvieracie chlpy, nite priadky morušovej, pozostávajú hlavne z bielkovín. Ale polypeptidové reťazce v každej pavučine sú prepletené takým nezvyčajným spôsobom, že nadobudli takmer rekordnú silu. Jedno vlákno vyrobené pavúkom je silné ako oceľový drôt rovnakého priemeru. Lano utkané z pavučín, hrubé len ako ceruzka, dokázalo udržať na svojom mieste buldozér, tank a dokonca aj taký výkonný airbus, akým je Boeing 747. Ale hustota ocele je šesťkrát väčšia ako hustota pavučín.

Je známe, aká vysoká je pevnosť hodvábnych nití. Klasickým príkladom je pozorovanie arizonského lekára už v roku 1881. Pred týmto lekárom sa odohrala prestrelka, pri ktorej zahynul jeden zo strelcov. Dve guľky zasiahli hruď a prešli priamo cez ňu. Zároveň zo zadnej časti každej rany trčali kúsky hodvábnej vreckovky. Guľky prešli cez odev, svaly a kosti, no nedokázali pretrhnúť hodváb, s ktorým sa stretli.

Prečo sa potom v strojárstve používajú oceľové konštrukcie a nie ľahšie a pružnejšie z materiálu podobného pavučinám? Prečo nie sú hodvábne padáky nahradené rovnakým materiálom? Odpoveď je jednoduchá: pokúste sa vyrobiť taký materiál, ktorý pavúky ľahko vyrábajú denne - nebude to fungovať!

Vedci z celého sveta už dlho študovali chemické zloženie siete osemnohých snovačov a dnes je obraz jej štruktúry viac-menej úplne odhalený. Vlákno siete má vnútorné jadro z proteínu nazývaného fibroín a toto jadro obklopujú sústredné vrstvy glykoproteínových nanovlákien. Fibroín tvorí približne 2/3 hmoty rúna (a mimochodom aj prírodného hodvábneho vlákna). Je to viskózna, sirupovitá kvapalina, ktorá na vzduchu polymerizuje a tuhne.

Glykoproteínové vlákna, ktoré môžu mať priemer len niekoľko nanometrov, môžu byť rovnobežné s osou fibroínového vlákna alebo môžu tvoriť špirály okolo vlákna. Glykoproteíny - komplexné bielkoviny, ktoré obsahujú sacharidy a majú molekulovú hmotnosť 15 000 až 1 000 000 amu - sú prítomné nielen v pavúkoch, ale aj vo všetkých tkanivách zvierat, rastlín a mikroorganizmov (niektoré bielkoviny v krvnej plazme, svalových tkanivách, bunkových membránach atď. .).

Pri tvorbe pavučiny dochádza k vzájomnému prepájaniu glykoproteínových vlákien vďaka vodíkovým väzbám, ako aj väzbám medzi skupinami CO a NH a značný podiel väzieb vzniká v pavúkovitých žľazách pavúkovcov. Molekuly glykoproteínu môžu vytvárať tekuté kryštály s tyčinkovitými fragmentmi, ktoré sú navzájom paralelne naskladané, čo dáva štruktúre pevnosť pevnej látky pri zachovaní schopnosti tiecť ako kvapalina.

Hlavnými zložkami siete sú najjednoduchšie aminokyseliny: glycín H 2 NCH 2 COOH a alanín CH 3 CHNH 2 COOH. Web obsahuje aj anorganické látky – hydrogénfosforečnan draselný a dusičnan draselný. Ich funkcie sa redukujú na ochranu pavučiny pred hubami a baktériami a pravdepodobne vytvárajú podmienky pre tvorbu samotnej nite v žľazách.

Charakteristickým rysom webu je šetrnosť k životnému prostrediu. Pozostáva z látok ľahko absorbovateľných prírodným prostredím a nepoškodzuje toto prostredie. V tomto ohľade web zatiaľ nemá analógy vytvorené ľudskými rukami.

Pavúk dokáže rozlíšiť až sedem vlákien rôznej štruktúry a vlastností: niektoré na zachytávanie „sietí“, iné na vlastný pohyb, ďalšie na signalizáciu atď. Takmer všetky tieto vlákna by mohli byť široko používané v priemysle a každodennom živote, ak by schopné etablovať svoju širokú produkciu. Je však sotva možné „skrotiť“ pavúky, ako sú priadky morušové, organizovať zvláštne pavúčie farmy: agresívne návyky pavúkov a vlastnosti jednotlivých farmárov v ich charaktere to pravdepodobne neumožňujú. A na výrobu len 1 m látky z siete je potrebných viac ako 400 pavúkov, aby „pracovali“.

Je možné reprodukovať chemické procesy, ktoré prebiehajú v tele pavúkov a kopírovať prírodný materiál? Vedci a inžinieri už dlho vyvinuli technológiu Kevlar - aramidové vlákno:

získané v priemyselnom meradle a blížiace sa vlastnostiam siete. Kevlarové vlákna sú päťkrát slabšie ako pavučiny, no stále sú také pevné, že sa z nich vyrábajú ľahké nepriestrelné vesty, ochranné prilby, rukavice, laná atď. Kevlar sa však získava v horúcich roztokoch kyseliny sírovej, zatiaľ čo pavúk potrebuje obyčajnú teplotu. Chemici zatiaľ k takýmto podmienkam nevedia pristupovať.

K riešeniu problému materiálovej vedy však pristúpili biochemici. Najprv boli identifikované a dešifrované pavúčie gény, čím sa naprogramovalo vytváranie vlákien jednej alebo druhej štruktúry. Dnes sa to týka 14 druhov pavúkov. Potom americkí špecialisti z niekoľkých výskumných centier (každá skupina nezávisle) zaviedli tieto gény do baktérií a snažili sa získať požadované proteíny v roztoku.

Vedci z kanadskej biotechnologickej firmy Nexia zaviedli takéto gény do myší, potom prešli na kozy a kozy začali dávať mlieko so samotným proteínom, ktorý tvorí vlákno siete. V lete 1999 boli dve africké trpasličie kozy, Peter a Webster, geneticky naprogramované na produkciu potomkov kôz, ktorých mlieko obsahovalo tento proteín. Toto plemeno je dobré, pretože potomstvo sa stáva dospelým už vo veku troch mesiacov. Spoločnosť stále mlčí o tom, ako vyrábať vlákna z mlieka, ale už zaregistrovala názov nového materiálu, ktorý vytvorila - „BioSteel“ („biosteel“). Článok o vlastnostiach „bio-ocele“ bol publikovaný v časopise „Science“ („Nauka“, 2002, roč. 295, s. 427).

Nemeckí špecialisti z Gaterslebenu išli inou cestou: do rastlín – zemiakov a tabaku – vniesli gény podobné pavúkom. Podarilo sa im získať až 2 % rozpustných bielkovín v hľuzách zemiakov a listoch tabaku, pozostávajúcich najmä zo spidroínu (hlavný fibroín pavúkov). Predpokladá sa, že keď sa množstvá vyrobeného spidroínu stanú významnými, budú sa z neho v prvom rade vyrábať lekárske obväzy.

Mlieko získané z geneticky modifikovaných kôz možno len ťažko odlíšiť chuťou od prírodného. Geneticky modifikované zemiaky sú podobné bežným: v zásade sa dajú aj variť a vyprážať.

Poznámka!

Redakcia

Biomolekula si vysoko cení zvedavosť a záujem o vynálezy. Už po druhýkrát v súťaži bio/mol/text sa vynálezca Yuri Shevnin podelí o svoje nápady a zistenia s publikom nášho portálu. Na redakciu zapôsobil tvorivý prístup autora a chuť podeliť sa o poznatky s ostatnými, treba však mať na pamäti, že tento článok nie je rigoróznou vedeckou štúdiou a nové lekárske obväzy, ktoré sú v ňom opísané, treba ešte otestovať možnosť aplikácie v klinickej praxi.

Sponzor nominácie Najlepší článok o mechanizmoch starnutia a dlhovekosti“ je nadácia Science for Life Extension Foundation. Cenu divákov sponzoroval Helicon.

Sponzori súťaže: 3D Bioprinting Solutions Laboratory pre biotechnologický výskum a Visual Science Studio pre vedeckú grafiku, animáciu a modelovanie.

Vošiel som do ďalšej miestnosti, kde boli steny a strop úplne pokryté pavučinami, až na úzky priechod pre vynálezcu. Len čo som sa objavila vo dverách, ten nahlas zakričal, aby som si dával väčší pozor a nerozbil mu siete. Začal sa sťažovať osudová chyba ktoré doteraz svet robil, využívajúc prácu priadky morušovej, pričom máme vždy po ruke množstvo hmyzu, nekonečne prevyšujúceho spomínané červy, lebo sú obdarené vlastnosťami nielen pradiarov, ale aj tkáčov. Vynálezca ďalej podotkol, že likvidáciou pavúkov úplne odpadnú náklady na farbenie látok a celkom som sa o tom presvedčil, keď nám ukázal množstvo krásnych rôznofarebných mušiek, ktorými pavúky kŕmil a ktorých farba podľa ho, musí byť nevyhnutne prenesený na priadzu vyrobenú pavúkom. A keďže mal muchy všetkých farieb, dúfal, že uspokojí chute každého, len čo nájde vhodnú potravu pre muchy v podobe gumy, oleja a iných lepkavých látok, a tak dodá muške väčšiu hustotu a pevnosť. vlákna pavučiny.

D. Swift

Gulliverove cesty. Cesta do Laputy (1725)

Lekárske obväzy z pavučiny

Vzhľadom na to, že darcovstvo je drahé, má veľký počet obmedzenia v smere medicíny, vedci a lekári na celom svete pracujú na rozvoji alternatívne metódy obnovenie poškodenia ľudského tela. Súčasne rozšírený výskyt liekov rezistentných foriem mikroorganizmov, prítomnosť toxických, alergénnych a iných vedľajších účinkov antibiotík a chemoterapeutických liekov diktuje potrebu hľadania nových netoxických liekov s antimikrobiálne pôsobenie a stimulačný účinok na procesy obnovy. Podobné vlastnosti môžu mať napríklad obväzy a obväzy proti popáleniu. Popáleniny sú jedným z najčastejších traumatických poranení na svete. V Rusku je každý rok zaregistrovaných viac ako 600 tisíc popálenín. Pokiaľ ide o úmrtnosť, popáleniny sú na druhom mieste po zraneniach utrpených pri dopravných nehodách.

Zdá sa, že autor sľubuje získanie obväzov a obväzov proti popáleniu z webu. Hodváb je dostupnejší materiál a jeho výroba už existuje. Web však vzhľadom na špeciálnu topológiu molekúl a štruktúru ako celok má skvelé vyhliadky pre lekárske obväzy a matrice v technológii lešenia * ( technológia lešenia, z angličtiny. lešenie- lesy, lešenia) - kultivácia buniek na trojrozmerných substrátoch prírodného alebo umelého pôvodu s cieľom priestorovej formácie vyrasteného orgánu alebo jeho fragmentu (obr. 1).

* - O niektorých ďalších úžasné vlastnosti pavučiny „Biomolekula“ už skôr povedali: „ "Inteligentné" lepidlo na web» . - Ed.

Obrázok 1. Web Linothele megatheloides pod mikroskopom

Podľa elektrónovej mikroskopie sa matrice z hodvábneho fibroínu a rekombinantného spidroínu (web proteín) líšia parametrami pórov. Steny pórov vo fibroínových matriciach majú rovnomernejšiu štruktúru so šupinatým drsným povrchom, zatiaľ čo spidroínové matrice majú voľnejšiu štruktúru s perforovaným povrchom. Vnútorná nanoporézna štruktúra rekombinantnej matrice spidroínu vysvetľuje jej schopnosť vytvárať priaznivejšie mikroprostredie pre regeneráciu tkanív v tele. Vzájomná prepojenosť štruktúr je nevyhnutná podmienka pre rovnomernú distribúciu buniek a efektívne prerastanie tkaniva in vivo, pretože podporuje aktívnu výmenu plynu, dodávku živiny a správny metabolizmus.

Táto úžasná vlastnosť webu je známa už dlho. AT ľudová medicína existuje taký recept: na zastavenie krvi môžete na ranu alebo odreninu pripevniť sieťku a dôkladne ju vyčistiť od uviaznutého hmyzu a malých vetvičiek.

Tkanina má hemostatický účinok a urýchľuje hojenie poškodenej kože. Chirurgovia a transplantológovia by ho mohli použiť ako materiál na šitie a vystuženie implantátov, ako aj ako kostru na pestovanie umelých orgánov. Ak sa napríklad pletivový rám z pavučín napustí roztokom kmeňových buniek, rýchlo sa na ňom zakorenia, cievy a nervy sa natiahnu k bunkám. Samotný web sa nakoniec rozpustí bez stopy. Pomocou webu je možné výrazne zlepšiť vlastnosti mnohých materiálov, ktoré sa v súčasnosti využívajú v medicíne. Napríklad sieť má elektrostatický náboj, ktorý pomáha pavúkom prilákať korisť. Tento náboj siete môže byť tiež použitý ako súčasť lekárskych obväzov. Tkanina je nabitá záporne a poškodená časť tela je nabitá kladne. Pri interakcii rany s pavučinou sa teda vytvorí elektrická rovnováha, ktorá má pozitívny vplyv na proces hojenia. Obväzy s pavučinou vďaka elektrostatickej interakcii s ranou vyťahujú z rany mikroorganizmy a udržujú ich v samotnom obväze, čím bránia ich množeniu.

Zloženie siete obsahuje tri látky, ktoré prispievajú k jej trvanlivosti: pyrolidín, hydrogénfosforečnan draselný a dusičnanu draselného. Pyrolidín silne absorbuje vodu; táto látka zabraňuje vysychaniu pavučín. Hydrogenfosforečnan draselný okysľuje sieť a zabraňuje rastu húb a baktérií. Nízke pH spôsobuje denaturáciu bielkovín (rozpustnosť). Dusičnan draselný inhibuje rast baktérií a húb.

Pavučinový obväz zabezpečuje odtok exsudátu rany a mikroorganizmov z povrchu rany, inhibuje patogénnu mikroflóru, má protiedematózne a protizápalové účinky. Impregnovaný anestetikom bude aj znecitlivovať, čím sa vytvoria optimálne podmienky pre priebeh hojenia.

História výroby webu

Hlavným problémom rozšíreného používania produktov obsahujúcich sieť je obtiažnosť získať ju v priemyselnom meradle. Stovky rokov sa ľudia v Európe pokúšali stavať farmy na výrobu pavúčieho hodvábu. V marci 1665 boli lúky a ploty pri nemeckom Merseburgu pokryté neskutočným množstvom sietí akýchsi pavúkov a ženy z okolitých dedín si z nich vyrábali stuhy a iné ozdoby.

V roku 1709 francúzska vláda požiadala prírodovedca René Antoine de Réaumur, aby našiel náhradu za čínsky hodváb a pokúsil sa použiť web na výrobu odevov. Zozbieral sieť pavúčích zámotkov a pokúsil sa vyrobiť rukavice a pančuchy, no po čase pre nedostatok materiálu od tohto podniku upustil aj preto, aby mohol vyrobiť jeden pár rukavíc. Vypočítal, že na spracovanie jednej libry pavúčieho hodvábu by bolo potrebných 522-663 pavúkov. A priemyselná výroba si bude vyžadovať hordy pavúkov a oblaky múch, ktoré ich budú živiť – viac ako muchy nad celým Francúzskom. "Avšak," napísal Reaumur, "možno bude možné časom nájsť pavúky, ktoré dávajú viac hodvábu ako tie, ktoré sa zvyčajne vyskytujú v našom štáte."

Takíto pavúky sa našli - boli to pavúky rodu Nephila. Nedávno z ich siete uplietli viac ako kilogramovú pelerínu. Kde žijú tieto nádherné pavúky - v Brazílii a na Madagaskare - miestnych obyvateľov použite sieť na výrobu priadze, šatiek, plášťov a sietí, zber z kríkov alebo odvíjanie vaječných zámotkov. Niekedy sa niť ťahá priamo z pavúka, ktorý je vložený do škatuľky – trčí mu z nej len špička brucha s pavučinou. Z bradavíc a vytiahnite vlákna webu.

Rôzne metódy a rôznych pavúkov experimentátori dostali napríklad vlákna tejto dĺžky: 1) za dve hodiny od 22 pavúkov - päť kilometrov, 2) za pár hodín od jedného pavúka - 450 a 675 metrov, 3) v deviatich "odmotaniach" jedného pavúka do 27 dní - 3060 metrov. Abbé Camboué skúmal možnosti madagaskarského pavúka Goleba punctata: svoj biznis zlepšil natoľko, že živých pavúkov v malých zásuvkách „napojil“ priamo na špeciálny typ tkáčskeho stavu. Tkáčsky stav ťahal nite z pavúkov a hneď z nich utkal tú najjemnejšiu látku. Pavúky Goleba punctata snazili sa aklimatizovat vo Francuzsku aj v Rusku, ale nic z toho nebolo. V širokej produkčnej sieti Nephila sotva kedy: pre obsah Nephila alebo kríže potrebujú špeciálne farmy, aj keď v lete môžu byť chované na lodžii alebo balkóne. Na vyriešenie tohto stáročného problému je potrebný moderný integrovaný prístup a vytvorenie optimálnych podmienok pre pavúky a hmyz, čo najbližšie k tým prirodzeným.

Tvorba webu dnes

V 20. storočí, s príchodom chemických pesticídov a syntetických tkanín, sa zabudlo na užitočný hmyz a pavúky. Samotné pesticídy však nevyriešili problém škodcov plodín. Bola vyvinutá stratégia ochrany biodiverzita ktorý zabezpečuje integráciu užitočného hmyzu a pavúkov do systému plodín na prirodzenú kontrolu škodcov.

Vytváranie nových pracovných miest v Rusku si dnes vyžaduje novú stratégiu na zníženie monokultúrnych plodín a výstavbu minifariem nielen na pestovanie stavovcov, ale aj na pestovanie pavúkov a hmyzu.

Dá sa to urobiť aj v mestách. Problém využívania organického odpadu z miest je dnes obzvlášť naliehavý. Tento odpad možno použiť na kŕmenie hmyzu. V mestách sú len malé farmy na pestovanie cvrčkov, švábov a zofobas. Pavúky chová len niekoľko nadšených chovateľov. Zároveň pivnice a podkrovia, kde tieto zvieratá prevažne žijú, sa nijako nevyužívajú na likvidáciu organického odpadu a na pestovanie lariev hmyzu a pavúkov.

Cieľom novej poľnohospodárskej stratégie je hospodáriť ekologicky, zvyšovať biodiverzitu a vytvárať príjmy z výstavby a prevádzky malých rodinných fariem na chov hmyzu a pavúkov. Tieto organizmy, ich jed a siete môžu byť tiež predávané na export.

Je nemožné syntetizovať sieť chemicky - štruktúra proteínov je príliš zložitá. Všetky popredné firmy na svete opustili pokusy o syntézu webu. Niekoľko laboratórií pokračuje v práci a pokúša sa získať siete z kvasiniek, baktérií a dokonca kôz [4–6]. Všetky tieto prístupy si vyžadujú veľmi sofistikované vybavenie a vysoké finančné náklady. Zároveň sa ukázalo, že ich vlákna majú úplne inú kvalitu, horšiu ako „originál“, pokiaľ ide o silu a antibakteriálne vlastnosti. Okrem toho je množstvo pavučiny vyrobené v takýchto laboratóriách veľmi skromné: vedcov niekedy v televízii predvádzajú vzorky syntetickej pavučiny veľkosti nechtu v pinzete alebo v malej fľaštičke.

Živé pavúky boli tiež opustené, aby zbierali web, hoci táto myšlienka bola navrhnutá opakovane. Prekážok bolo viacero. Po prvé, hádavosť pavúkov a sklon ku kanibalizmu prekážajú: keď sú tieto zvieratá držané spolu, sú nepriateľské a navzájom sa požierajú. Navyše väčšina pavúkov produkuje veľmi málo siete: odhaduje sa, že na výrobu 500 gramov siete by bolo potrebných 27 000 stredne veľkých pavúkov; podľa G.P. Kirsanov, krížové pavúky vyprodukovali 230 mg pavučín za 24 hodín. Štrnásťtisíc pavúkov rodu Nephila dajte približne 28 g pavučiny. Podľa iných zdrojov je na získanie 29 g pavučiny potrebných asi 23 tisíc pavúkov. Tento rozdiel v číslach naznačuje, že je potrebné potvrdiť údaje o výkone pavúka. Nie je známe, aký druh pavúkov a "strednej veľkosti" vyvinul sieť na váženie v jednom alebo druhom prípade.

Prvá opísaná prekážka chovu pavúkov sa môže a mala by sa zmeniť na prínos: tendencia pavúkov ku kanibalizmu podporuje vytváranie kontajnerov pre nich izolovaných od seba, čím sa predchádza epidémiám a masovej úmrtnosti. Zároveň je na výrobu zdravotníckych materiálov a liekov z webu potrebné použiť nepavúky rodu Nephila alebo kríže a pavúky s najväčšími arachnoidálnymi príveskami - Linothele megatheloides(obr. 2) a iné Dipluridae.

Obrázok 2. Pavúk Linothele megatheloides, Žena.

V dôsledku štúdie autor získal údaje, ktoré pavúky tohto druhu Linothele megatheloides za mesiac vyprodukuje viac ako 2 g pavučín. Majú na to dlhé (viac ako 20 mm) arachnoidné prívesky (obr. 3). Tieto orgány majú viac ako tisíc mikrofilamentov, cez ktoré vlákna siete vystupujú ako film.

Autor testoval sieť na vytvorenie obväzov proti popáleniu (obr. 4). V dôsledku použitia tejto pavučiny na popáleniny došlo k vyliečeniu do týždňa. Nevyžadovalo si ďalšie obväzy a odstraňovanie hnisu. O dva týždne neskôr nezostala po popálenine ani stopa.

Obrázok 3. Prídavky pavúkov Linothele megatheloides pod mikroskopom.

Obrázok 4. Popálenina prekrytá obväzom s pavučinami Linothele megatheloides.

Vysadené v špeciálnej nádobe Linothele megatheloides o hodinu neskôr začnú pracovať a vrstvu po vrstve pokrývajú textilný substrát nádoby s plochou 1 m 2 pavučinami. Za dva mesiace bude pavučina z jedného pavúka stačiť na pokrytie celého povrchu ľudského tela. Takýto inovatívny medicínsky materiál s pavučinami by možno mohol zachrániť život človeka s popáleninami na viac ako 60 % celého povrchu tela.

Autor na základe svojich pozorovaní zistil, že vďaka špeciálnym doplnkom výživy sa potomstvo a prežívanie potomkov Linothele megatheloides sú 100 %. Ide v priemere o 50 mladých jedincov – potenciálnych producentov „druhej kože“ – na šesť mesiacov. Na kŕmenie jednej samice sú potrebné 2-3 šváby týždenne. Podmienky chovu pavúkov sú neprítomnosť slnečného žiarenia, vysoká vlhkosť (80-90%), teplota 28°C, komplexná výživa a kvapkanie siete raz týždenne. Pri vytváraní priaznivých podmienok pre kŕmenie, chov, starostlivosť a "dojenie" pavúkov je možné dosiahnuť 2- až 3-násobné zvýšenie spriadania siete.

Zhotovovanie obväzov a obväzov z pavučín Linothele megatheloides

Pletená základňa zo sieťoviny (napríklad gáza s obsahom vlhkosti viac ako 80 %) sa umiestni na dno polyetylénovej nádoby. Nádoba má perforácie pre ventiláciu, snímače vlhkosti a teploty, zdvíhacie veko, kapilárnu trysku a ventil na privádzanie živej potravy. Nádoby sú usporiadané vertikálne, tvoria blok vysoký 1,5-2 metre (obr. 5).

Obrázok 5. Obydlie Linothele megatheloides. a - Pavúk v nádobe s pletenou základňou. b - Schéma kontajnera. v - Blok kontajnerov.

Obrázok 6. Obväz s pavučinou Linothele megatheloides (a) a sterilné balenie na to ( b).

Raz za mesiac sa nádoba otvorí, pavúk sa vloží do inej malej polyetylénovej nádoby, odstránia sa zvyšky jedla, textilný substrát s pavučinou sa postrieka roztokom kyseliny hyalurónovej a pantoténovej, anestetika a antiseptika, prekryje sa polyetylénom stretch fólie a skrútené. Potom sa rolka spolu s pásom rozreže na 10 častí a vloží sa do zapečateného obalu (obr. 6). Zabalené rolky sa posielajú na radiačnú sterilizáciu. Pavúk je vypustený späť do veľkej nádoby.

Takýto obväz sa aplikuje odvíjaním a odstránením polyetylénovej vrstvy s pavučinou na ranu alebo popáleninu. Keď sa pavučina a textilný podklad nasýtia lymfou, podklad sa odstráni a na rane zostane len hojivá a priedušná vrstva pavučiny.

Potom, čo si človek zahojí ranu náplasťou s pavučinami, už nikdy tieto nádherné zvieratá nezabije.

Zvýšená produkcia webu

Obrázok 7. Návrh pavúčej farmy Linothele megatheloides.

Pre zvýšenie tvorby pavučín a vylúčenie chorôb živej potravy (šváby a cvrčky) dostáva hmyz doplnok výživy vo forme živnej pôdy - doplnkový zdroj bielkovín a vitamínov s obsahom mycéliovej biomasy odpadových produktov penicilínu a streptomycínu, ako aj odkvasené výpalky – z odpadu z výroby pivovarských kvasníc. Živná pôda sa skladuje do dvoch rokov pri teplote +5 °C. Na kŕmenie hmyzu sa jemne nakrájaná mrkva a kapusta vyhodia do rozdrveného živného média. Na takomto jedle šváby a cvrčky neochorejú, rýchlo rastú a množia sa. Pavúky zároveň zvyšujú produkciu pavučín o 60 %. Použitie mycéliovej výživy vám umožňuje stimulovať reprodukciu pavúkov a získať sieť v maximálnych možných množstvách. Práca pri hľadaní prídavné látky v potravinách na zvýšenie rozmanitosti potravy pre pavúky bude pokračovať. Na vytvorenie farmy na zber pavučín je navrhnutý dizajnový projekt vo forme kruhového stanu s priemerom 12 m s ťahovým poťahom, podobným práci pavučiny (obr. 7).

S vývojom tohto ekologického spôsobu vytvárania lekárskych obväzov a obväzov je možné experimentovať na šľachtenie produktívnejších krížencov rodiny pavúkov. Dipluridae. Vnútrodruhová hybridizácia, selekcia a špeciálna výživa v komfortných podmienkach nevylučujú genetické experimenty na zvýšenie veľkosti pavúkov. Zatiaľ to nikto nerobí a v spoločnosti jednotlivých chovateľov pavúkov je táto téma tabu.

Mlieko je možné produkovať pomocou plesní a baktérií – ale prečo, keď sú kravy? Štruktúra siete je oveľa zložitejšia ako bielkovinová štruktúra mlieka. Preto všetky vyhľadávania syntetických analógov webu môžu byť oneskorené počas trvania vývoja pavúkov. Nové druhy získané genetickou modifikáciou a šľachtiteľskou prácou s rodinou Dipluridae zvýši veľkosť pavúkov a ich produktivitu siete na výrobu oblečenia. Tkaninu je možné spracovať silikónom a látku na vrchné oblečenie je možné získať pomocou jedinečné vlastnosti. Takáto tkanina nebude stáť viac ako hodváb.

Záver

Popísané výskumu vytvára základ pre nový typ chovu zvierat. Na tomto základe je možné škálovať výrobu siete pri nízkych nákladoch, a preto ju komercializovať. Trhový dopyt po bioresorbovateľných obväzoch na rany je 400 tis. dm 2 /rok. Predpokladaná trhová kapacita v tomto segmente je 150 miliónov USD.

Projekt je možné zväčšiť tak zvýšením produkcie, ako aj vytvorením minifariem na produkciu pavučín. Žiadne zložité vybavenie vysoké teploty, vysoký tlak a toxické materiály nie sú potrebné pre túto technologickú možnosť. V súčasnosti sa včelárstvu venuje napríklad asi 5 tisíc fariem a 300 tisíc amatérskych včelárov, farmárov a individuálnych podnikateľov. Nie každý môže používať med, ale lekárske obklady alebo pavučinové obklady budú užitočné pre každého. Zatiaľ čo sa technológia vyvíja a certifikuje, každý môže byť pozvaný, aby sám pestoval pavúky a zbieral siete. Na sterilizáciu môžete použiť ultrafialovú lampu. Aby ste si zabezpečili dva metre štvorcové siete, budete potrebovať jeden kontajner so samicou Linothele megatheloides a dva mesiace. Žena Linothele megatheloidesžije 10 rokov. Na záhradný pozemok si môžete dať zateplenú pavučinu s rozmermi 3 krát 6 metrov s dvomi miestnosťami (obr. 8). V jednej môžete zbierať suroviny a v druhej vyrábať nite z pavučín, tkať plátno a šiť oblečenie. Z takejto minitovárne jednoducho nie je žiadny odpad.

Obrázok 8. Pestovanie na mini farme Linothele megatheloides zbierajú svoje siete a vyrábajú oblečenie v záhrade.

Suveníry a šperky môžu byť vyrobené zo starých mušlí, ktoré pavúk spadol počas topenia, a to tak, že ich naplníte polymérovou živicou. Z hláv mŕtvych pavúkov možno extrahovať jed na výrobu liečivých prípravkov*. Zranení a chorí dostanú nový liek – prírodnú „kožu“ – a takúto miniprodukciu si bude môcť vytvoriť každý.

Autor sa nechystá preberať patenty a certifikáty na tému výskumu, keďže chce, aby tieto poznatky boli dostupné pre každého.

* - A týchto liekov môže byť veľmi veľa (najmä analgetiká) - napriek jedinému číslu slova "jed": jed jedného pavúka môže obsahovať stovky toxických zložiek úplne odlišných chemickej povahy. O knižniciach pavúčích toxínov hovorí článok " » . - Ed.

Literatúra

1. biomolekula: „inteligentné“ lepidlo z webu;
2. Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Porovnávacia analýza trojrozmernej nanoštruktúry poréznych biodegradovateľných matríc z rekombinantného spidroínu a hodvábneho fibroínu pre regeneratívnu medicínu. ;
3. V Európe bude vystavený plášť vyrobený z pavúčieho hodvábu. Stránka GlobalScience.ru, 2012;
4. Technologická platforma „Medicína budúcnosti“. Webová stránka Euroázijskej hospodárskej komisie, 2012;
5. Aksenová L. (2013). Pavúky vám pomôžu zabudnúť na bolesť. Webová stránka "Gazeta.ru";
6. biomolekula: „O čom sa veľkému stratégovi ani nesnívalo“.