Spider Silk is de wondervezel van de natuur

Spinzijde is een van de meest wonderbaarlijke natuurlijke stoffen op aarde. De meeste bouwmaterialen zijn sterk of elastisch, maar spinnenzijde is beide. Het is beschreven als sterker dan staal (dat is niet helemaal nauwkeurig, maar dichtbij), ondoordringbaarder dan Kevlar, en rekbaarder dan nylon. Het is bestand tegen veel spanning voordat het breekt, wat de definitie is van een taai materiaal. Spinzijde geleidt ook warmte en staat bekend om zijn antibiotische eigenschappen.

Alle spinnen produceren zijde, van de allerkleinste springende spin aan de grootste tarantula. Een spin heeft aan het einde van zijn buik speciale structuren die spindoppen worden genoemd. Je hebt waarschijnlijk een spin gezien die een web bouwt of abseilt van een zijden draad. De spin trekt met zijn achterpoten stukje bij beetje de draad uit zijn spindoppen.

Maar wat is spinnenzijde precies? Spinzijde is een eiwitvezel, geproduceerd door een klier in de buik van de spin. De klier slaat zijde-eiwit op in vloeibare vorm, wat niet bijzonder nuttig is voor het bouwen van structuren zoals webben. Wanneer de spin zijde nodig heeft, gaat het vloeibare eiwit door een kanaal waar het een zuurbad krijgt. Als de

Structureel bestaat zijde uit lagen van amorfe en kristallijne eiwitten. De stevigere eiwitkristallen geven zijde zijn sterkte, terwijl het zachtere, vormloze eiwit voor elasticiteit zorgt. Eiwit komt van nature voor polymeer (in dit geval een ketting van aminozuren). Spinzijde, keratine en collageen zijn allemaal gevormd uit eiwitten.

Spinnen recyclen vaak waardevolle zijdeproteïnen door hun webben op te eten. Wetenschappers hebben zijde-eiwitten gelabeld met radioactieve markers en nieuwe zijde onderzocht om te bepalen hoe efficiënt spinnen de zijde opnieuw verwerken. Het is opmerkelijk dat ze hebben ontdekt dat spinnen zijde-eiwitten binnen 30 minuten kunnen consumeren en hergebruiken. Dat is een geweldig recyclingsysteem!

Dit veelzijdige materiaal zou oneindig veel toepassingen kunnen hebben, maar het oogsten van spinnenzijde is niet erg praktisch op grote schaal. Het produceren van een synthetisch materiaal met de eigenschappen van spinnenzijde is al lang de heilige graal van wetenschappelijk onderzoek.

Wetenschappers hebben eeuwenlang spinzijde bestudeerd en veel geleerd over hoe spinrag wordt gemaakt en gebruikt. Sommige spinnen kunnen zelfs 6 of 7 soorten zijde produceren met verschillende zijden klieren. Wanneer de spin een zijden draad weeft, kan hij deze verschillende soorten zijde combineren om gespecialiseerde vezels voor verschillende doeleinden te produceren. Soms heeft de spin een kleveriger zijden streng nodig, en soms heeft hij een sterkere nodig.

Zoals je je misschien kunt voorstellen, maken spinnen goed gebruik van hun zijdeproducerende vaardigheden. Als we denken aan spinnen die zijde spinnen, denken we meestal aan hen die webben bouwen. Maar spinnen gebruiken zijde voor veel doeleinden.

1. Spinnen gebruiken zijde om prooi te vangen

Het bekendste gebruik van zijde door spinnen is voor het maken van webben, die ze gebruiken om prooien te verstrikken. Sommige spinnen, zoals bolwevers, bouw cirkelvormige webben met kleverige draden om vliegende insecten te haken. Portemonnee spinnen gebruiken een innovatief ontwerp. Ze draaien een rechtopstaande zijden buis en verstoppen zich erin. Wanneer een insect op de buitenkant van de buis terechtkomt, snijdt de portemonneespin de zijde en trekt het insect naar binnen. De meeste webwevende spinnen hebben een slecht gezichtsvermogen, dus voelen ze een prooi in het web door te voelen voor trillingen die over de zijden strengen reizen. Een recent onderzoek heeft dat aangetoond Spinnenzijde kan trillen op een breed frequentiebereik, waardoor de spin bewegingen kon waarnemen 'zo klein als honderd nanometer - 1/1000 de breedte van een mensenhaar'.

Maar dat is niet de enige manier waarop spinnen zijde gebruiken om maaltijden te vangen. De bolas-spin draait bijvoorbeeld een soort vislijn van zijde - een lange draad met aan het uiteinde een kleverige bal. Wanneer een insect voorbij komt, gooit de bolas-spin de lijn naar de prooi en trekt zijn vangst binnen. Spinnen van netten draaien een klein web in de vorm van een klein net en houden het tussen hun voeten. Wanneer een insect in de buurt komt, gooit de spin zijn zijden net en verstrikt de prooi.

2. Spinnen Gebruiker Silk om prooi te onderwerpen

Sommige spinnen, zoals spinnenweb spinnen, gebruik zijde om hun prooi volledig te bedwingen. Heb je ooit een spin gezien die een vlieg of mot pakte en deze snel in zijde wikkelde als een mummie? Spinnenwebspinnen hebben speciale setae aan hun voeten, waardoor ze kleverige zijde strak om een ​​worstelend insect kunnen winden.

3. Spinnen gebruiken zijde om te reizen

Iedereen die leest Charlotte's web als kind bekend is met dit spingedrag, bekend als ballonvaren. Jonge spinnen (spinling genoemd) verspreiden zich snel nadat ze uit hun eierzak zijn gekomen. Bij sommige soorten klimt de spinling op een blootliggend oppervlak, heft zijn buik op en werpt een zijden draad in de wind. Terwijl de luchtstroom aan de zijden streng trekt, wordt de spinling in de lucht en kan hij kilometers worden vervoerd.

4. Spinnen gebruiken zijde om te voorkomen dat ze vallen

Wie is er niet opgeschrikt door een spin die plotseling op een zijden draad afdaalt? Spinnen laten gewoonlijk een spoor van zijdelijn achter, bekend als een dragline, terwijl ze een gebied verkennen. De zijden veiligheidslijn zorgt ervoor dat de spin niet ongecontroleerd valt. Spinnen gebruiken de dragline ook om gecontroleerd af te dalen. Als de spin hieronder problemen ondervindt, kan hij snel de lijn naar de veiligheid opgaan.

5. Spinnen gebruiken zijde om te voorkomen dat ze verdwalen

Spinnen kunnen ook de dragline gebruiken om hun weg naar huis te vinden. Als een spin te ver van zijn toevluchtsoord of hol afdwaalt, kan hij de zijden lijn terug naar zijn huis volgen.

6. Spinnen gebruiken zijde om onderdak te zoeken

Veel spinnen gebruiken zijde om een ​​schuilplaats of toevluchtsoord te bouwen of te versterken. Beide vogelspinnen en wolf spinnen graaf holen in de grond en bekleed hun huizen met zijde. Sommige webbouwspinnen bouwen speciale retraites binnen of naast hun web. Trechterweverspinnen draaien bijvoorbeeld een kegelvormig toevluchtsoord aan één kant van hun web, waar ze verborgen kunnen blijven voor zowel prooien als roofdieren.

7. Spinnen gebruiken zijde om te paren

Voordat hij gaat paren, moet een mannelijke spin zijn sperma voorbereiden en klaarmaken. Mannelijke spinnen spinnen zijde en bouwen kleine spermawebben, speciaal voor dit doel. Hij brengt sperma over van zijn genitale opening naar het speciale web en pakt het sperma op met zijn pedipalpen. Met zijn sperma veilig opgeborgen in zijn pedipalpen, kan hij op zoek naar een ontvankelijke vrouw.

8. Spinnen gebruiken zijde om hun nakomelingen te beschermen

Vrouwelijke spinnen produceren bijzonder taaie zijde om eierzakken te maken. Vervolgens legt ze haar eieren in de zak, waar ze worden beschermd tegen het weer en potentiële roofdieren ontwikkelen en komen uit in kleine spinnetjes. De meeste moederspinnen bevestigen de eierzak aan een oppervlak, vaak in de buurt van haar web. Wolfspinnen nemen geen risico en dragen de eierzak totdat de nakomelingen tevoorschijn komen.

_Bronnen:

• _{Borror en Delong's Inleiding tot de studie van insecten, 7e editie, door Charles A. Triplehorn en Norman F. Johnson.}
• _{Encyclopedie van entomologie, 2e editie, onder redactie van John L. Capinera.}
• _{ASU-wetenschappers ontrafelen de mysteries van spinrag, Arizona State University, 27 januari 2013.}
• _{De ingenieur van de staat Iowa ontdekt dat spinnenzijde zowel warmte als metalen geleidt, Iowa State University, 5 maart 2012.}
• _{Een verlaging van de pH reguleert de productie van spinnenzijde, Zweedse universiteit voor landbouwwetenschappen, 12 mei 2010.}
• _{Stanford-onderzoeker werpt nieuw licht op de mysteries van Spider Silk, Stanford University, 4 februari 2013.}
• _{Bugs Rule! Inleiding tot de insectenwereld, door Whitney Cranshaw en Richard Redak.}
• _{Spiders, website van het Smithsonian National Museum of Natural History.}
• _{Spinnen luisteren naar hun webben, door Carrie Arnold, National Geographic-website, 5 juni 2014.}
• _{Net-Casting Spiders, Website van het Australian Museum.}
• _{Purseweb Spiders, Universiteit van Kentucky Entomologie website.}