Za kaj se uporablja splet. Neverjetna uporaba spleta v medicinske namene

Ko pajek plete mrežo, so strokovnjaki posneli video, kjer si lahko podrobno ogledate dejanja členonožca. Sposobnost tkanja odprte tkanine, lijakastih mrež, kokonov za ličinke se prenaša genetsko. Mladi pajek ponavlja vsa dejanja svoje matere, ne da bi videl, kako se to počne. Pajki tvorijo mrežo različnih oblik, velikosti, strukture, uporabljajo se za različne namene.

Sestava pajkove mreže

To je skrivnost pajkovih žlez. Po izolaciji se raztegne, strdi v obliki tankih niti. V prihodnosti se prepletajo, krepijo. Uporablja se za oblikovanje vzorca ali kot gradbeni material.

Iz česa je sestavljena pajkova mreža - beljakovina, obogatena z alaninom, serinom, glicinom. V notranjosti arahnoidna žleza snov je v tekoči obliki. V procesu prehajanja skozi predilne cevi se strdi, spremeni v nit.

Od kod prihaja pajkova mreža - iz bradavic, ki se nahajajo v bližini genitalij. Znotraj niti se tvori kristalni protein, ki poveča trdnost in prožnost vlaken. Glede na namen, za katerega se bo mreža uporabljala, se debelina in trdnost spreminjata.

zanimivo!

Trdnost pajkove mreže je blizu najlona, ​​ohranja napetost pri raztezanju, stiskanju niti. Predmet, obešen na dolgi mreži, se lahko dolgo vrti v eno smer, ne bo se zapletel, pri premikanju ne bo pokazal niti upora. Zahvaljujoč tej lastnosti lahko pajek dolgo časa visi v zraku, pritrjuje konec na rastlino, pa tudi na dolge razdalje s pomočjo sunkov vetra.

Zakaj pajek plete mrežo - glavne funkcije

Splet ni dodeljen poljubno, ampak ko se pojavi potreba. Različni ljudje uporabljajo niti za različne namene, vendar absolutno vse samice uporabljajo posebno skrivnost za privabljanje moških.

• Če natančno preučite, kje samica sprošča mrežo, boste opazili, da se bradavice s skrivnostjo nahajajo v bližini genitalij. Spolno zrela samica dodatno sprošča vonjave, katerih vonj ujame samec.
• Družina plete lovilne mreže. Ustvarjanje velikih primerkov v polmeru doseže 2 m, gostota platna je taka, da se vanj zaplete ptica, majhen glodalec in dvoživke. V mreže se zapletajo žuželke in njihove ličinke.
• Tla, podzemni osebki gradijo rove v tleh s številnimi labirinti. Lovilne mreže ne gradijo, ampak zaščitijo vhod s pajčevino, vlečejo signalne niti. S svojo vibracijo določijo pristop potencialne žrtve, takoj gredo na lov.
• Pajki živijo ločeno, zbirajo se v parih samo za parjenje. Posesti so razdeljene, ko so meje kršene, pride do smrtonosnih spopadov. Za ponovno naselitev, razvoj novega območja, pajek tke močno dolgo nit, jo pritrdi na list, vejico, se spusti, čaka na sunek vetra. Po zraku lahko členonožec leti več sto kilometrov ali pristane pod sosednjim grmom. Aktivna migracija se začne po rojstvu mlade generacije pajkov.
• Po oploditvi samica začne oblikovati kokon iz mreže. V notranjosti odloži od 50 do 1000 jajc. Fiksira se na osamljenem mestu ali vleče vzdolž celotnega obdobja razvoja ličink.
• Iz močnih niti si pajkovec zgradi hišo, zatočišče za prezimovanje. Edinstveno bitje- gradi gnezdo pod vodo. Sprva plete hišo iz niti, jo napolni z zrakom, živi notri, samca spusti v sezono parjenja, tam izleže mladiče, ujeto žrtev povleče noter.
• Plenilec zavije svoj plen v mrežo po vbrizganju toksina. Po tem zapusti plen, ga gleda na stran, dokler se krči ne ustavijo. Če plenilec ni lačen, ujeti plen obesi na mrežo na osamljenem mestu v rezervatu.
• Nekatere vrste členonožcev ovijejo liste s pajčevino, raztegnejo dolgo nit, jo potegnejo, da preusmerijo pozornost plenilcev iz njihovega zavetišča. Izdelajo lutko, ki jo nato spretno upravljajo. Nekateri mojstri pletejo splav iz improviziranih sredstev, plavajo na površini vode, lovijo mladice, ličinke in rake.

Pajek zapusti lovilne mreže s precejšnjimi poškodbami niti zaradi žuželk. Začne oblikovati novo platno po 12 ujetih žrtvah.

Na opombo!

Členonožci pogosto poje svoj izum. Ta pojav je razložen z dopolnjevanjem telesa z beljakovinami, prisotnostjo vlage, ki se nabira na platnu zaradi rosišča.

Kako pajek plete mrežo

Mnogi pajkovci so nočni, ukvarjajo se s "tkanjem" v temi. Kako dolgo pajek plete mrežo, je odvisno od vrste členonožca. V povprečju tkalec krogle potrebuje približno 1 uro, da oblikuje močne lovilne mreže. Če je potrebna rekonstrukcija, postopek traja nekaj minut.

Kako hitro pajek splete mrežo, si lahko ogledate v spodnjem videu. Ta členonožec to počne samodejno in vsakič ponovi isti vzorec. Najbolj privlačni so odprti vzorci krogel. Na začetku se vzame močna mreža, raztegnjena v obliki trikotnika, nato pa se oblikujejo celice različnih velikosti.

zanimivo!

Pajkova mreža, ki živi v tropski gozdovi Brazilija, tako trpežna, da jo lokalni ribiči uporabljajo za lovljenje rib. Niti se uporabljajo za tkanje tanke, a zelo trpežne tkanine. Kraig Biocraft izdeluje neprebojne jopiče iz naravnih surovin pajkov.

Kako pajek plete mrežo med drevesi, si lahko ogledate na vrtu, v pogojih divje živali. Ažurna tkanina ali lijak se lesketa na soncu, privablja žuželke. Toda sam proces, kot pajek, ki vleče mrežo med dvema drevesoma, si zasluži občudovanje. Sprva se plenilec spusti, počaka na sunek vetra, se premakne po zraku do sosednjega drevesa in tam pritrdi drugi konec. Potem zadeva ostane majhna.

Med letom pajek nadzoruje hitrost s prilagajanjem dolžine niti. Ko je iztegnjen, se premika počasneje, ko je skrčen, pa hitreje. Če želite pristati, morate vreči mrežo na rastlino, drevo.

Mreža je nekakšna skrivnost, ki jo proizvajajo pajkove žleze. Takšna skrivnost se po kratkem času po izolaciji lahko strdi v obliki močnih beljakovinskih filamentov. Mrežo izločajo ne le pajki, ampak tudi nekateri drugi predstavniki skupine pajkovcev, vključno z lažnimi škorpijoni in klopi ter stonogami.

Kako pajki izdelujejo mreže?

V trebušni votlini pajka se nahaja veliko število pajkovih žlez. Kanali takšnih žlez se odpirajo v najmanjše vrtljive cevke, ki imajo dostop do končnega dela posebnih pajkovih bradavic. Število predilnih cevi se lahko razlikuje glede na vrsto pajka. Na primer, zelo pogost križni pajek jih ima petsto.

To je zanimivo! V arahnoidnih žlezah proizvaja tekočo in viskozno beljakovinsko skrivnost, katere značilnost je sposobnost, da se pod vplivom zraka skoraj takoj strdi in spremeni v tanke dolge niti.

Postopek vrtenja mreže je sestavljen iz pritiskanja bradavic pajkove mreže na podlago. Prvi, nepomemben del sproščene skrivnosti se strdi in varno prilepi na podlago, nato pa pajek s pomočjo zadnjih nog izvleče viskozno skrivnost. V procesu odstranjevanja pajka iz mesta pritrditve mreže se beljakovinska skrivnost raztegne in hitro strdi. Do danes je sedem dobro znanih in dobro raziskanih različni tipi pajkove žleze, ki proizvajajo različni tipi niti.

Sestava in lastnosti spleta

Pajkova mreža je beljakovinska spojina, ki vključuje tudi glicin, alanin in serin. Notranji del Oblikovane niti predstavljajo togi proteinski kristali, katerih velikost ne presega nekaj nanometrov. Kristale držijo skupaj visoko elastične beljakovinske vezi.

To je zanimivo! Nenavadna lastnost mreže je njen notranji tečaj. Obešen na pajkovo mrežo lahko katerikoli predmet zavrtimo neomejeno število krat, brez zvijanja.

Primarne niti se prepletajo s pajkom in postanejo debelejše arahnoidno vlakno. Indikatorji trdnosti mreže so blizu tistim iz najlona, ​​vendar veliko močnejši od skrivnosti sviloprejke. Odvisno od namena, za katerega naj bi se mreža uporabljala, lahko pajek sprosti ne samo lepljivo, ampak tudi suho nit, katere debelina se precej razlikuje.

Spletne funkcije in njihov namen

Mrežo pajki uporabljajo za različne namene. Tkan iz trpežnega in zanesljiv splet zavetje vam omogoča, da ustvarite najugodnejše mikroklimatske pogoje za členonožce, služi pa tudi kot dobro zavetje, tako pred slabim vremenom kot pred številnimi naravnimi sovražniki. Številni členonožci so sposobni s svojo mrežo preplesti stene svoje kune ali narediti iz nje nekakšna vrata v bivališče.

To je zanimivo! Nekatere vrste uporabljajo mrežo kot obliko prevoza in mladi pajki zapustijo starševsko gnezdo na dolgih mrežastih nitih, ki jih dvigne veter in prenese na znatne razdalje.

Najpogosteje pajki uporabljajo mreže za tkanje lepljivih pasti, kar omogoča učinkovito lovljenje plena in zagotavljanje hrane členonožcu. Nič manj znani so tako imenovani jajčni kokoni iz mreže, znotraj katerih se pojavijo mladi pajki.. Nekatere vrste pletejo varnostne niti, da členonožce zaščitijo pred padcem med skokom in da premaknejo ali ujamejo plen.

Splet za reprodukcijo

Za gnezditveno sezono je značilna dodelitev pajčevine s strani samice, ki vam omogoča, da najdete optimalen par za parjenje. Samci so na primer sposobni poleg mrež, ki jih ustvarijo samice, zgraditi paritvene pajčevine miniaturne velikosti, v katere zvabijo pajke.

Samci križnih pajkov svoje vodoravne mreže spretno pritrdijo na radialno razporejene niti lovilne mreže, ki jo naredijo samice. Z močnimi udarci z okončinami v mrežo samci povzročijo vibriranje mreže in na tako nenavaden način povabijo samice k parjenju.

Splet za lovljenje plena

Da bi ujeli svoj plen, številne vrste pajkov pletejo posebne mreže za lovljenje, za nekatere vrste pa je značilna uporaba nenavadnih pajkovih lasov in niti. Pajki, ki se skrivajo v rovih, postavljajo signalne niti, ki se raztezajo od trebuha členonožca do samega vhoda v njegovo zavetje. Ko plen pade v past, se vibracija signalne niti takoj prenese na pajka.

Lepljive lovilne spiralne mreže so zgrajene po nekoliko drugačnem principu.. Pri ustvarjanju pajek začne tkati od roba in se postopoma premika proti osrednjemu delu. V tem primeru se nujno ohrani enaka vrzel med vsemi zavoji, kar ima za posledico tako imenovano "Arhimedovo spiralo". Niti na pomožni spirali pajek posebej pregrizne.

Splet za zavarovanje

Pajki skakači uporabljajo niti mreže kot zavarovanje, ko napadejo žrtev. Pajki pritrdijo varnostno nit mreže na kateri koli predmet, po katerem členonožec skoči na predvideni plen. Ista nit, pritrjena na podlago, se uporablja za nočitev in ščiti členonožca pred napadom vseh vrst naravnih sovražnikov.

To je zanimivo! Južnoruske tarantule, ko zapustijo svoje bivališče, za seboj potegnejo najtanjšo pajčevino, ki jim omogoča, da po potrebi hitro najdejo pot nazaj ali vhod v zavetje.

Splet kot transport

Do jeseni nekatere vrste pajkov izležejo mladiče. Mladi pajki, ki so preživeli v procesu odraščanja, se poskušajo povzpeti čim višje, pri čemer v ta namen uporabljajo drevesa, visoko grmovje, strehe hiš in drugih zgradb, ograje. Dovolj čakanja močan veter, majhen pajek spusti tanko in dolgo pajčevino.

Razdalja gibanja je neposredno odvisna od dolžine takšne transportne mreže. Ko počaka na dobro napetost mreže, pajek odgrizne njen konec in zelo hitro vzleti. Po spletu so "popotniki" praviloma sposobni preleteti več kilometrov.

Srebrni pajki uporabljajo mrežo kot vodni prevoz. Ta pajek mora za lov v vodi dihati atmosferski zrak. Ko se spusti na dno, členonožec lahko zajame del zraka in naprej vodne rastline iz mreže je zgrajen nekakšen zračni zvonček, ki zadržuje zrak in omogoča pajku, da lovi svoj plen.

Razlago razlogov in ustrezno razpravo najdete na strani Wikipedia: Za izbris/16. junij 2017 . Medtem ko postopek razprave ni zaključen, je članek mogoče izboljšati, vendar se morate vzdržati preimenovanja ali neupravičenega odstranjevanja vsebine, glejte več podrobnosti. Ne odstranjujte oznake za izbris do konca razprave. Nazadnje spremenil Theleonid084 (prispevek, dnevniki) ob 13:38, 3. februar 2019 (UTC; pred približno 71 dnevi). Administratorji: povezave tukaj, zgodovina, dnevniki, brisanje.

Julija Mihajlova - Gertrude, prijateljica in od 4. sezone - Tumanova žena (umrla zaradi udarca v glavo z medeninastimi členki v 12. epizodi 5. sezone)

Marina Weinbrand - Marina Solomatina, kapitan / mlajši pravosodni svetovalec, preiskovalec tožilstva / preiskovalni odbor, bivša punca Tumanova, od njega pričakuje otroka

Ksenija Dementjeva - Natalya Maretskaya, Grekova žena

Ilya Rogovin - Ilya Golitsyn, forenzični izvedenec, računalničar(iz sezone 6)

Sergej Plaskin - Stepanych, forenzični izvedenec(iz sezone 6)

Kirill Gratsinsky - Grigory Zhurbin, policijski poročnik, nekdanji uslužbenec oddelka "K", tehnik(iz sezone 6)

Anna Bachalova - Anastasia Malinkina, kardiologinja, Tumanova ljubica(iz sezone 7)

Anastazija Sapožnikova - Olga Medyanik, uslužbenka oddelka za notranjo varnost(iz sezone 8)

TV ocene

Občinstvo prve oddaje serije na kanalu NTV

Sezona	Količina epizode	Prva epizoda sezone		Zadnja epizoda sezone		Povprečno občinstvo (v milijonih)
		datum	Število gledalcev (v milijonih)	datum	Število gledalcev (v milijonih)
1	16	10. september 2008
2	12	15. januar 2009

Pajki spadajo med najstarejše prebivalce Zemlje: sledove prvih pajkov so našli v kamninah, starih 340–450 milijonov let. Pajki so približno 200-300 milijonov let starejši od dinozavrov in več kot 400 milijonov let starejši od prvih sesalcev. Narava je imela dovolj časa ne le za pomnožitev števila vrst pajkov (znanih jih je približno 60 tisoč), temveč tudi za to, da je številne od teh osemnožnih plenilcev opremila z neverjetnim sredstvom za lov - pajčevino. Vzorec mreže je lahko drugačen ne le pri različnih vrstah, ampak tudi pri enem pajku v prisotnosti določenih kemične snovi kot so eksplozivi ali mamila. Pajke so celo nameravali izstreliti v vesolje, da bi preučili učinek mikrogravitacije na vzorec mreže. Največ skrivnosti pa je skrivala snov, iz katere je splet sestavljen.

Mreža je tako kot naši lasje, živalska dlaka, niti sviloprejk sestavljena predvsem iz beljakovin. Toda polipeptidne verige v vsaki pajčevini so prepletene na tako nenavaden način, da so pridobile skoraj rekordno moč. Posamezna nit, ki jo proizvede pajek, je močna kot jeklena žica enakega premera. Vrv, spletena iz pajčevine, le približno kot svinčnik debela, bi lahko držala na mestu buldožer, tank in celo tako močan airbus, kot je boeing 747. Toda gostota jekla je šestkrat večja od gostote pajčevine.

Znano je, kako visoka je trdnost svilenih niti. Klasičen primer je opažanje zdravnika iz Arizone že leta 1881. Pred očmi tega zdravnika je prišlo do streljanja, v katerem je bil eden od strelcev ubit. Dve krogli sta zadeli prsni koš in šli skozi. Hkrati so iz hrbtne strani vsake rane štrleli koščki svilenega robca. Krogle so šle skozi oblačila, mišice in kosti, niso pa pretrgale svile, na katero so naletele.

Zakaj se potem v strojništvu uporabljajo jeklene konstrukcije, ne pa lažjih in bolj elastičnih iz materiala, podobnega pajčevinam? Zakaj svilenih padal ne nadomesti enak material? Odgovor je preprost: poskusite narediti tak material, ki ga pajki zlahka proizvajajo vsak dan - ne bo delovalo!

Znanstveniki različne države Svet že dolgo preučuje kemično sestavo mreže osemnožnih tkalcev, danes pa je slika njene strukture bolj ali manj v celoti razkrita. Mrežni filament ima notranje jedro iz beljakovine, imenovane fibroin, to jedro pa obdajajo koncentrične plasti glikoproteinskih nanovlaken. Fibroin predstavlja približno 2/3 mase mreže (in mimogrede tudi naravnih svilenih vlaken). Je viskozna, sirupasta tekočina, ki na zraku polimerizira in strdi.

Glikoproteinska vlakna, katerih premer je lahko le nekaj nanometrov, so lahko vzporedna z osjo fibroinskega filamenta ali tvorijo spirale okoli filamenta. Glikoproteini - kompleksne beljakovine, ki vsebujejo ogljikove hidrate in imajo molekulsko maso od 15.000 do 1.000.000 amu - so prisotni ne le v pajkih, temveč tudi v vseh tkivih živali, rastlin in mikroorganizmov (nekatere beljakovine v krvni plazmi, mišičnih tkivih, celičnih membranah itd.). .).

Pri nastajanju spleta se glikoproteinska vlakna med seboj povezujejo zaradi vodikovih vezi, kot tudi vezi med CO in NH skupinami, pomemben delež vezi pa nastane v pajkovih žlezah pajkovcev. Molekule glikoproteina lahko tvorijo tekoče kristale s paličastimi fragmenti, ki so zloženi vzporedno drug z drugim, kar daje strukturi trdnost trdne snovi, hkrati pa ohranja sposobnost pretoka kot tekočina.

Glavni sestavni deli mreže sta najpreprostejši aminokislini: glicin H 2 NCH 2 COOH in alanin CH 3 CHNH 2 COOH. Splet vsebuje tudi anorganske snovi - kalijev hidrogenfosfat in kalijev nitrat. Njihove funkcije so zmanjšane na zaščito mreže pred glivami in bakterijami ter verjetno ustvarjanje pogojev za nastanek same niti v žlezah.

Posebnost spleta je prijaznost do okolja. Sestavljen je iz snovi, ki jih naravno okolje zlahka absorbira in temu okolju ne škoduje. V zvezi s tem splet še nima analogov, ki so jih ustvarile človeške roke.

Pajek lahko razlikuje do sedem niti različnih zgradb in lastnosti: nekatere za lovljenje »mrež«, druge za lastno gibanje, tretje za signaliziranje itd. Skoraj vse te niti bi lahko bile široko uporabljene v industriji in vsakdanjem življenju, če bi bile lahko vzpostavijo svojo široko proizvodnjo. Vendar pa je komaj mogoče "ukrotiti" pajke, kot so sviloprejke, organizirati svojevrstne farme pajkov: agresivne navade pajkov in lastnosti posameznega kmeta v njihovem značaju tega verjetno ne dovolijo. In za proizvodnjo samo 1 m tkanine iz mreže je potrebnih več kot 400 pajkov za "delovanje".

Ali je mogoče reproducirati kemične procese, ki potekajo v telesu pajkov, in kopirati naravni material? Znanstveniki in inženirji že dolgo razvijajo tehnologijo kevlarja - aramidnih vlaken:

pridobljeno v industrijskem obsegu in se približuje lastnostim mreže. Kevlarjeva vlakna so petkrat šibkejša od pajčevine, a še vedno tako močna, da se uporabljajo za izdelavo lahkih neprebojnih jopičev, zaščitnih čelad, rokavic, vrvi itd. Kevlar pa pridobivajo v vročih raztopinah žveplove kisline, medtem ko pajek potrebuje običajno temperaturo. Kemiki še ne vedo, kako pristopiti k takim razmeram.

Vendar pa so biokemiki pristopili k rešitvi problema znanosti o materialih. Najprej so bili identificirani in dešifrirani geni pajkov, ki so programirali nastanek niti takšne ali drugačne strukture. Danes gre za 14 vrst pajkov. Nato so ameriški strokovnjaki iz več raziskovalnih centrov (vsaka skupina neodvisno) vnesli te gene v bakterije in poskušali dobiti želene beljakovine v raztopini.

Znanstveniki kanadskega biotehnološkega podjetja Nexia so takšne gene vnesli v miši, nato pa prešli na koze in koze so začele dajati mleko s prav tisto beljakovino, ki tvori spletno nit. Poleti 1999 sta bila dva afriška pritlikava kozla, Peter in Webster, genetsko programirana za proizvodnjo potomcev koz, katerih mleko je vsebovalo to beljakovino. Ta pasma je dobra, ker mladiči postanejo odrasli že pri starosti treh mesecev. Podjetje še vedno molči o tem, kako narediti niti iz mleka, vendar je že registriralo ime novega materiala, ki ga je ustvarilo - "BioSteel" ("biojeklo"). Članek o lastnostih "bio-jekla" je bil objavljen v reviji "Science" ("Nauka", 2002, vol. 295, str. 427).

Nemški strokovnjaki iz Gaterslebna so šli v drugo smer: v rastline - krompir in tobak - so vnesli pajkaste gene. V krompirjevih gomoljih in listih tobaka jim je uspelo pridobiti do 2% topnih beljakovin, sestavljenih predvsem iz spidroina (glavni fibroin pajkov). Predvideva se, da bodo, ko bodo količine proizvedenega spidroina velike, iz njega najprej izdelani medicinski povoji.

Mleko, pridobljeno iz gensko spremenjenih koz, po okusu skoraj ne ločimo od naravnega. Gensko spremenjeni krompir je podoben navadnemu: načeloma ga je mogoče tudi kuhati in cvreti.

Opomba!

Uredništvo

Biomolecule visoko ceni radovednost in zanimanje za izume. Izumitelj Jurij Ševnin že drugič v tekmovanju bio/mol/besedilo deli svoje ideje in dognanja z občinstvom našega portala. Uredništvo je navdušeno nad avtorjevim ustvarjalnim pristopom in željo po deljenju znanja z drugimi, vendar se je treba zavedati, da ta članek ni stroga znanstvena študija in da je treba nove medicinske obloge, ki so v njem opisane, še testirati. možnost uporabe v klinični praksi.

Pokrovitelj nominacije Najboljši članek o mehanizmih staranja in dolgoživosti« je fundacija Science for Life Extension. Nagrado po izboru občinstva je sponzoriral Helicon.

Sponzorja natečaja: Laboratorij za biotehnološke raziskave 3D Bioprinting Solutions in Studio za vizualne znanosti za znanstveno grafiko, animacijo in modeliranje.

Vstopil sem v sosednjo sobo, kjer so bile stene in strop popolnoma prekrite s pajčevino, razen ozkega prehoda za izumitelja. Takoj ko sem se pojavil na vratih, je slednji glasno zavpil, naj bom bolj previden in mu ne pretrgam mreže. Začel se je pritoževati nad usodna napaka ki jih je svet do zdaj delal, rabeći delo sviloprejk, medtem ko imamo vedno pri roki množico žuželk, ki so neskončno premočnejše od omenjenih črvov, kajti obdarjene so z lastnostmi ne samo predilnikov, ampak tudi tkalcev. Izumitelj je še poudaril, da bi odstranitev pajkov popolnoma odpravila strošek barvanja blaga, o čemer sem bil čisto prepričan, ko nam je pokazal veliko lepih raznobarvnih mušnic, s katerimi je hranil pajke in katerih barva po mnenju njega, je treba nujno prenesti na prejo, ki jo je naredil pajek. In ker je imel muhe vseh barv, je upal, da bo zadovoljil okuse vseh, čim bo našel primerno hrano za muhe v obliki gumija, olja in drugih lepljivih snovi ter tako dal večjo gostoto in moč niti pajčevine.

D. Swift

Gulliverjeva potovanja. Potovanje v Laputo (1725)

Medicinske obloge iz pajkove mreže

Ker je darovanje drago, imeti veliko število omejitve v smeri medicine si znanstveniki in zdravniki po vsem svetu prizadevajo za razvoj alternativne metode obnovitev poškodb človeškega telesa. Hkrati razširjenost na zdravila odpornih oblik mikroorganizmov, prisotnost toksičnih, alergenih in drugih stranskih učinkov pri antibiotikih in kemoterapevtskih zdravilih narekujejo potrebo po iskanju novih netoksičnih zdravil z protimikrobno delovanje in stimulativni učinek na procese okrevanja. Podobne lastnosti so lahko na primer obdarjene z oblogami in povoji proti opeklinam. Opekline so ene najpogostejših na svetu. travmatske lezije. V Rusiji vsako leto zabeležijo več kot 600 tisoč opeklin. Kar zadeva smrt, so opekline na drugem mestu takoj za poškodbami v prometnih nesrečah.

Avtorju se zdi obetavna pridobitev protiopeklinskih oblog in oblog iz spleta. Svila je bolj dostopen material, njena proizvodnja že obstaja. Splet pa ima zaradi posebne topologije molekul in strukture kot celote odlični obeti za medicinske obloge in matrice v tehnologiji ogrodij * ( tehnologija odra, iz angleščine. oder- gozdovi, odri) - gojenje celic na tridimenzionalnih substratih naravnega ali umetnega izvora z namenom prostorskega oblikovanja gojenega organa ali njegovega fragmenta (slika 1).

* - O nekaterih drugih čudovite lastnosti pajčevine "Biomolecule" je prej rekel: " "Pametno" spletno lepilo» . - Ed.

Slika 1. Splet Linothele megatheloides pod mikroskopom

Glede na elektronsko mikroskopijo se matrice svilenega fibroina in rekombinantnega spidroina (spletnega proteina) razlikujejo po parametrih por. Stene por v fibroinskih matricah imajo bolj enakomerno strukturo z luskasto hrapavo površino, medtem ko imajo spidroinske matrike bolj ohlapno strukturo s perforirano površino. Notranja nanoporozna struktura rekombinantnega spidroinskega matriksa pojasnjuje njegovo sposobnost oblikovanja ugodnejšega mikrookolja za regeneracijo tkiva v telesu. Medsebojna povezanost struktur je potreben pogoj za enakomerno porazdelitev celic in učinkovito vraščanje tkiva in vivo, saj spodbuja aktivno izmenjavo plinov, dostavo hranila in pravilno presnovo.

Ta neverjetna lastnost spleta je znana že dolgo. IN tradicionalna medicina obstaja takšen recept: za zaustavitev krvi lahko na rano ali odrgnino pritrdite mrežo, ki jo skrbno očistite od zaljubljenih žuželk in majhnih vejic.

Mreža ima hemostatski učinek in pospešuje celjenje poškodovane kože. Kirurgi in transplantologi bi ga lahko uporabili kot material za šivanje in ojačitev vsadkov, pa tudi kot ogrodje za gojenje umetnih organov. Na primer, če je mrežasti okvir iz pajčevine impregniran z raztopino matičnih celic, se bodo na njem hitro ukoreninile, žile in živci se bodo raztegnili do celic. Mreža sama se bo sčasoma raztopila brez sledi. S pomočjo spleta je mogoče bistveno izboljšati lastnosti številnih materialov, ki se trenutno uporabljajo v medicini. Mreža ima na primer elektrostatični naboj, ki pajkom pomaga privabiti plen. Ta naboj spleta se lahko uporablja tudi kot del medicinskih oblog. Mreža je negativno naelektrena, poškodovani del telesa pa pozitivno. Tako se ob interakciji rane s spletom vzpostavi električno ravnovesje, ki pozitivno vpliva na proces celjenja. Povoji s pajčevinami zaradi elektrostatične interakcije z rano izvlečejo mikroorganizme iz nje in jih zadržijo v samem povoju ter preprečijo njihovo razmnoževanje.

Sestava mreže vključuje tri snovi, ki prispevajo k njeni obstojnosti: pirolidin, kalijev hidrogenfosfat in kalijev nitrat. Pirolidin močno absorbira vodo; ta snov preprečuje, da bi se pajčevina izsušila. Kalijev hidrogenfosfat zakisa mrežo in prepreči rast glivic in bakterij. Nizek pH povzroči denaturacijo beljakovin (naredi jih netopne). Kalijev nitrat zavira rast bakterij in gliv.

Pajčevinasti povoj zagotavlja odtok iz rane in mikroorganizmov s površine rane, zavira patogeno mikrofloro, ima anti-edematozne in protivnetne učinke. Prepojena z anestetikom bo tudi anestezirala in ustvarila optimalne pogoje za potek celjenja.

Zgodovina spletne produkcije

Glavna težava široke uporabe izdelkov, ki vsebujejo splet, je težava pri pridobivanju v industrijskem obsegu. V Evropi so ljudje že stoletja poskušali zgraditi farme pajkove svile. Marca 1665 je travnike in ograje pri nemškem Merseburgu prekrila neverjetna količina mrež nekakšnih pajkov, iz katere so si žene okoliških vasi izdelovale trakove in druge okraske.

Leta 1709 je francoska vlada prosila naravoslovca Renéja Antoina de Réaumurja, naj najde zamenjavo za kitajsko svilo in poskusi uporabiti mrežo za izdelavo oblačil. Nabiral je mrežo pajkovih zapredkov in poskušal izdelati rokavice in nogavice, vendar je čez nekaj časa ta podvig zaradi pomanjkanja materiala opustil celo zato, da bi izdelal en par rokavic. Izračunal je, da bi za predelavo enega funta pajkove svile potrebovali 522–663 pajkov. In industrijska proizvodnja bo zahtevala horde pajkov in oblake muh, ki jih bodo hranile – več kot muh nad vso Francijo. "Vendar," je zapisal Reaumur, "morda bo čez čas mogoče najti pajke, ki dajejo več svile kot tisti, ki jih običajno najdemo v naši državi."

Takšni pajki so bili najdeni - bili so pajki iz rodu Nefila. Pred kratkim se je iz njihove mreže spletla več kot kilogram težka pelerina. Kjer živijo ti čudoviti pajki - v Braziliji in na Madagaskarju - domačini uporabite splet za izdelavo preje, šalov, pelerin in mrež, nabiranje iz grmovja ali odvijanje jajčnih zapredkov. Včasih nit potegnejo neposredno iz pajka, ki ga dajo v škatlo - iz nje štrli le konica njegovega trebuha s pajkovimi mrežami. Iz bradavic in potegnite niti spleta.

Različne metode in različni pajki eksperimentatorji so prejeli na primer niti te dolžine: 1) v dveh urah od 22 pajkov - pet kilometrov, 2) v nekaj urah od enega pajka - 450 in 675 metrov, 3) v devetih "odvijanjih" enega pajka v 27 dni - 3060 metrov. Abbé Camboué je raziskal možnosti Madagaskarskega pajka Goleba punctata: svoj posel je tako izboljšal, da je žive pajke v majhnih predalih »priklopil« neposredno na posebno vrsto statve. Statve so iz pajkov vlekle niti in iz njih takoj stkale najfinejše blago. Pajki Goleba punctata poskušali so se aklimatizirati v Franciji in v Rusiji, a ni bilo nič. V široki produkcijski mreži Nefila komaj kdaj: za vsebino Nefila ali križi potrebujejo posebne kmetije, čeprav jih poleti lahko hranimo na loži ali balkonu. Za rešitev tega stoletja starega problema je potreben sodoben celovit pristop in ustvarjanje optimalnih pogojev za pajke in žuželke, ki so čim bližje naravnim.

Spletna produkcija danes

V 20. stoletju so bili s prihodom kemičnih pesticidov in sintetičnih tkanin pozabljeni koristni insekti in pajki. Vendar samo pesticidi niso rešili problema škodljivcev na pridelkih. Razvita je strategija ohranjanja biotska raznovrstnost ki omogoča integracijo koristnih žuželk in pajkov v sistem pridelka za naravno zatiranje škodljivcev.

Danes ustvarjanje novih delovnih mest v Rusiji zahteva novo strategijo za zmanjšanje monokulturnih posevkov in gradnjo mini farm ne samo za gojenje vretenčarjev, ampak tudi za gojenje pajkov in žuželk.

To je mogoče storiti tudi v mestih. Problem uporabe komunalnih organskih odpadkov je danes še posebej pereč. Te odpadke lahko uporabimo za hranjenje žuželk. V mestih so le majhne kmetije za gojenje čričkov, ščurkov in zofobasov. Pajke gojijo le redki navdušeni skrbniki. Hkrati se kleti in podstrešja, kjer te živali večinoma zadržujejo, nikakor ne uporabljajo za odlaganje organskih odpadkov in gojenje ličink žuželk in pajkov.

Cilji nove kmetijske strategije so ekološko kmetovanje, povečanje biotske raznovrstnosti in ustvarjanje dohodka z gradnjo in delovanjem majhnih družinskih kmetij za vzrejo žuželk in pajkov. Ti organizmi, njihov strup in mreže se lahko prodajajo tudi za izvoz.

Nemogoče je kemično sintetizirati mrežo - struktura beljakovin je preveč zapletena. Vsa vodilna podjetja na svetu so opustila poskuse sintetiziranja spleta. Več laboratorijev še naprej dela in poskuša pridobiti mreže iz kvasovk, bakterij in celo koz [4–6]. Vsi ti pristopi zahtevajo zelo sofisticirano opremo in visoke finančne stroške. Hkrati se njihove niti izkažejo za popolnoma drugačne kakovosti, slabše od "izvirnika" glede moči in antibakterijskih lastnosti. Poleg tega je količina koprene, proizvedene v takšnih laboratorijih, zelo skromna: včasih na televiziji pokažejo znanstvenike, ki v pinceti ali majhni viali prikazujejo vzorce sintetične koprene v velikosti nohta.

Tudi živi pajki so bili opuščeni za zbiranje mreže, čeprav je bila ta ideja večkrat predlagana. Bilo je več ovir. Najprej moti prepirljivost pajkov in nagnjenost k kanibalizmu: ko so skupaj, so te živali v sovraštvu in jedo drug drugega. Poleg tega večina pajkov proizvede zelo malo mreže: ocenjuje se, da bi bilo potrebnih 27.000 srednje velikih pajkov za izdelavo 500 gramov mreže; po G.P. Kirsanov, so križni pajki v 24 urah proizvedli 230 mg pajčevine. Štirinajst tisoč pajkov iz rodu Nefila dajte približno 28 g pajčevine. Po drugih virih je potrebnih približno 23 tisoč pajkov, da pridobijo 29 g pajčevine. Ta razlika v številkah nakazuje, da je treba podatke o učinkovitosti pajka potrditi. Ni znano, kakšni pajki in "srednje velikosti" so v enem ali drugem primeru razvili mrežo za tehtanje.

Prvo opisano oviro pri razmnoževanju pajkov je mogoče in je treba spremeniti v dobrobit: nagnjenost pajkov k kanibalizmu spodbuja ustvarjanje zabojnikov zanje, izoliranih drug od drugega, s čimer se preprečijo tako epidemije kot množična umrljivost. Hkrati je za izdelavo medicinskih materialov in zdravil iz spleta potrebno uporabiti nepajke iz rodu Nefila ali križi in sami pajki z največjimi arahnoidnimi dodatki - Linothele megatheloides(slika 2) in drugi Dipluridae.

Slika 2. Pajek Linothele megatheloides, ženska.

Kot rezultat študije je avtor pridobil podatke, da pajki vrste Linothele megatheloides na mesec proizvede več kot 2 g pajčevine. Za to imajo dolge (več kot 20 mm) arahnoidne dodatke (slika 3). Ti organi imajo več kot tisoč mikrofilamentov, skozi katere kot film izstopajo mrežne niti.

Avtor je s pomočjo spleta izdelal obloge proti opeklinam (slika 4). Zaradi uporabe tega spleta na opeklini je prišlo do celjenja v enem tednu. Ni zahteval dodatnih prevez in odstranitve gnoja. Dva tedna kasneje o opeklini ni bilo niti sledu.

Slika 3. Pajkovi priveski Linothele megatheloides pod mikroskopom.

Slika 4. Opeklina prekrita s povojem s pajčevino Linothele megatheloides.

Posajene v posebni posodi Linothele megatheloides uro kasneje začnejo z delom in plast za plastjo pokrivajo tekstilni substrat posode s površino 1 m 2 s pajčevino. V dveh mesecih bo mreža enega pajka zadostovala za pokrivanje celotne površine človeškega telesa. Takšen inovativen medicinski material s pajčevino bi morda rešil življenje človeku z opeklinami na več kot 60% celotne telesne površine.

Avtor je na podlagi svojih opazovanj ugotovil, da zahvaljujoč posebnim prehranskim dopolnilom potomstvo in preživetje potomcev Linothele megatheloides so 100 %. To je povprečno 50 mladih posameznikov - potencialnih proizvajalcev "druge kože" - za šest mesecev. Za hranjenje ene samice so potrebni 2-3 ščurki na teden. Pogoji za zadrževanje pajkov so pomanjkanje sončne svetlobe, visoka vlažnost (80-90%), temperatura 28 ° C, kompleksna prehrana in kapljično pršenje mreže enkrat na teden. Pri ustvarjanju ugodnih pogojev za hranjenje, vzdrževanje, nego in "molžo" pajkov je mogoče doseči povečanje vrtenja mreže za 2-3 krat.

Izdelava oblog in povojev iz pajčevine Linothele megatheloides

Pletena mrežasta podlaga (na primer gaza z vsebnostjo vlage več kot 80%) je postavljena na dno polietilenske posode. Posoda ima perforacije za prezračevanje, senzorje vlage in temperature, dvižni pokrov, kapilarno šobo in ventil za dovajanje žive hrane. Zabojniki so razporejeni navpično in tvorijo blok visok 1,5-2 metra (slika 5).

Slika 5. Stanovanje Linothele megatheloides. A - Pajek v posodi s pleteno osnovo. b - Shema zabojnika. V - Blok kontejnerjev.

Slika 6. Povoj s pajčevino Linothele megatheloides (A) in sterilno embalažo zanj ( b).

Enkrat na mesec posodo odpremo, pajka damo v drugo manjšo polietilensko posodo, odstranimo ostanke hrane, tekstilni substrat s pajčevino poškropimo z raztopino hialuronske in pantotenske kisline, anestetikom in antiseptikom, prekrijemo s polietilenom. raztegljivo folijo in zvito. Nato zvitek skupaj s kopreno razrežemo na 10 delov in damo v zaprto embalažo (slika 6). Pakirane zvitke pošljemo v radiacijsko sterilizacijo. Pajka spustimo nazaj v veliko posodo.

Takšen povoj nanesemo tako, da odvijemo in odstranimo polietilensko plast, s pajčevino na rano ali opeklino. Ko se koprena in tekstilna podlaga prepojita z limfo, se podlaga odstrani, na rani pa ostane samo celilna in dihajoča plast koprene.

Ko si človek zaceli rano z obližem s pajčevino, ne bo nikoli več ubil teh čudovitih živali.

Povečana spletna produkcija

Slika 7. Zasnova farme pajkov Linothele megatheloides.

Da bi povečali proizvodnjo pajčevin in izključili bolezni žive hrane (ščurki in črički), žuželke prejmejo prehransko dopolnilo v obliki hranilnega medija - dodaten vir beljakovin in vitaminov, ki vsebuje biomaso micelija iz proizvodnih odpadkov penicilina in streptomicina, kot tudi razkvašene usedline - iz proizvodnih odpadkov pivskega kvasa. Hranilni medij se hrani do dve leti pri temperaturi +5 °C. Za hranjenje žuželk se drobno sesekljano korenje in zelje vržejo v zdrobljen hranilni medij. Na takšni hrani ščurki in črički ne zbolijo, hitro rastejo in se razmnožujejo. Pajki hkrati povečajo proizvodnjo mrež za 60%. Uporaba micelijske prehrane vam omogoča, da spodbudite razmnoževanje pajkov in dobite mrežo v največjih možnih količinah. Iskalno delo aditivi za živila za povečanje raznolikosti hrane za pajke se bo nadaljevalo. Za ustvarjanje kmetije za zbiranje pajčevine je predlagan projektni projekt v obliki okroglega šotora s premerom 12 m z natezno prevleko, podobno delu pajčevine (slika 7).

Z razvojem tega okolju prijaznega načina izdelave medicinskih oblog in povojev so možni poskusi za vzrejo bolj produktivnih hibridov družine pajkov Dipluridae. Intraspecifična hibridizacija, selekcija in posebna prehrana v udobnih pogojih ne izključujejo genetskih poskusov za povečanje velikosti pajkov. Zaenkrat tega še nihče ne počne, v družbi posameznih rejcev pajkov pa je ta tema tabu.

S pomočjo gliv in bakterij je možno pridelati mleko – a zakaj, ko pa obstajajo krave? Mreža je po strukturi veliko bolj zapletena kot beljakovinska struktura mleka. Zato se lahko vsa iskanja sintetičnih analogov mreže odložijo za čas razvoja pajkov. Nove vrste, pridobljene z gensko modifikacijo in vzrejo delajo z družino Dipluridae bo povečala velikost pajkov in njihovo spletno produktivnost za proizvodnjo oblačil. Mrežo je mogoče obdelati s silikonom in z njo dobiti blago za vrhnja oblačila edinstvene lastnosti. Takšna tkanina ne bo stala več kot svila.

Zaključek

Opisano raziskovanje ustvarja osnovo za nov tip živinoreje. Na tej podlagi je možno nizko ceno povečati proizvodnjo spleta in ga torej komercializirati. Tržno povpraševanje po bioresorptivnih oblogah za rane je 400 tisoč dm 2 /leto. Predvidena tržna zmogljivost v tem segmentu je 150 milijonov dolarjev.

Projekt je mogoče povečati tako s povečanjem proizvodnje kot z ustvarjanjem mini kmetij za proizvodnjo pajčevine. Brez zapletene opreme visoke temperature, visok pritisk in strupeni materiali niso potrebni za to tehnološko možnost. Trenutno se na primer s čebelarstvom ukvarja približno 5 tisoč kmetij in 300 tisoč ljubiteljskih čebelarjev, kmetov in samostojnih podjetnikov. Ne more vsakdo uporabljati medu, vendar bodo medicinske obloge ali pajčevinasti obliži koristni za vse. Medtem ko se tehnologija razvija in certificira, lahko vsakogar povabimo, da sam goji pajke in zbira mreže. Za sterilizacijo lahko uporabite ultravijolično svetilko. Da si zagotovite dva kvadratna metra mreže, boste potrebovali eno posodo s samico Linothele megatheloides in dva meseca. ženska Linothele megatheloidesživi 10 let. Na vrtni parceli lahko postavite izolirano pajčevino, ki meri 3 x 6 metrov z dvema sobama (slika 8). V eni lahko nabirate surovine, v drugi pa izdelujete niti iz pajčevine, tkate platno in šivate oblačila. Iz takšne mini tovarne preprosto ni odpadkov.

Slika 8. Gojenje mini kmetije Linothele megatheloides, nabirajo svoje mreže in izdelujejo oblačila na vrtu.

Spominke in nakit lahko izdelate iz starih lupin, ki jih je pajek odvrgel med taljenjem, tako da jih napolnite s polimerno smolo. Iz glav mrtvih pajkov je mogoče pridobiti strup za izdelavo zdravilnih pripravkov*. Poškodovani in bolni bodo prejeli novo zdravilo – naravno »kožo« – in prav vsak si bo lahko ustvaril takšno mini produkcijo.

Avtor ne bo prejel patentov in certifikatov na temo raziskave, saj želi, da je to znanje dostopno vsem.

* - In teh zdravil (zlasti analgetikov) je lahko zelo veliko - kljub eni sami številki besede "strup": strup enega pajka lahko vsebuje na stotine strupenih sestavin popolnoma različnih kemična narava. O knjižnicah pajkovih toksinov pripoveduje članek " » . - Ed.

Literatura

1. biomolekula: "'Pametno' lepilo iz spleta";
2. Agapova O.I., Efimov A.E., Moisenovich M.M., Bogush V.G., Agapov I.I. (2015). Primerjalna analiza tridimenzionalne nanostrukture poroznih biorazgradljivih matrik iz rekombinantnega spidroina in fibroina svile za regenerativno medicino. ;
3. Pelerina iz pajkove svile bo na ogled v Evropi. Spletno mesto GlobalScience.ru, 2012;
4. Tehnološka platforma "Medicina prihodnosti". Spletna stran Evrazijske gospodarske komisije, 2012;
5. Aksenova L. (2013). Pajki vam bodo pomagali pozabiti na bolečino. Spletna stran "Gazeta.ru";
6. biomolekula: "Velikemu strategu se še sanjalo ni".