Vítejte na mém blogu, přeji příjemnou pohodu a úspěšný den :-)

čtvrtek 9. března 2023

Co dokáže pavouk: Pavučina - materiál budoucnosti.

 

Jak jste na tom s pavoukem? Každý z nás se s ním setkává od dětství. A vytváříme (nebo nevytváříme) si k němu "vztah". Vzpomínám si, jak jsem od svých kmotrů dostala zlatý přívěšek - srdíčko a v něm "pavouček pro štěstí". Kmotři už tu dávno nejsou, pavouček ano. Už ho ale nenosím a možná je to chyba. Běžně se vyskytující pavouci mi nevadí. Jenže někdo má arachnofobii, což  je chorobný, nepřekonatelný a panický strach z pavouků. Jak praví odborník, řadí se mezi psychiatrické úzkostné poruchy - fobie. Je to prý nejčastěji se vyskytující fobie obvykle provázející neurózy. O tom ale dnešní článek nebude. Vědci zjistili, že pavoučí vlákno má větší pevnost v tahu než ocel. 

Pavučina je určitě materiálem budoucnosti.

Proč pavouci tkají sítě a z čeho se jejich vlákno skládá? A dokážou krásné pavučiny vytvářet všechny druhy?

Člověk se vždy snažil, aby se mu podařilo vyrobit látku, která by byla tak pevná jako pavoučí vlákno. Pokud byste z něj například udělali lanko tlusté necelý centimetr, něco jako tužka, zastavilo by dopravní letadlo v plné rychlosti! 😮 Za to, jak pevné pavoučí vlákno je, jsou zodpovědné zejména tzv. β-nanokrystaly – hlavní složka přírodního pavoučího hedvábí, která přispívá k jeho pevnosti. 

Pavučina pokoutníka druhu Agelenidae labyrinthica | Foto: Wikimedia Commons, Patrick Edwin Moran
 

„V 18. století existovaly pavoučí farmy, kde se spřádala pavoučí vlákna.“ (entomolog Milan Řezáč).

Tyto pokusy vedly k vytvoření prvních oděvních doplňků z pavoučího hedvábí. „Například rukavice, které byly ve srovnání s klasickým hedvábím bource morušového velice kvalitní, pevnější, s výrazným leskem.“

Pavouk má hedvábí v podobě tekutého krystalu snovací žláze. Když chce pavouk produkovat hedvábí, musí tento materiál táhnout tzv. snovacím duktem. 

„Buď to dělá on sám, že třeba hedvábí přilepí na nějaké místo a opačným směrem jde, ale také je možné se dotknout snovací bradavky na konci zadečku, a tak můžete vlákno ze snovací žlázy vytáhnout“.

V angličtině se procesu vytahování vlákna z pavouka říká silking, což je obdoba slova milking, které značí dojení krávy.

„Můžete vlákno připojit na rotující válec a tak sklidit. Pavouk je schopen produkovat stovky metrů pavoučího hedvábí“. 

Pavoučí vlákno by užili i horolezci. „Ti se při pádu jistí takzvaným dynamickým lanem, které je pružné a horolezec se při pádu párkrát zhoupne i otočí. Kdyby měl horolezec lano z pavučiny, ani by se nehoupal a netočil“.

I pavouci často používají takzvané záchranné vlákno. „Když pavouk sedí na větvi a v blízkosti se objeví nebezpečný pták, tak pavouk přilepí konec vlákna na větev a volně se spustí dolů, a zůstane viset na konci. A tam se ani nehoupe, ani neotáčí.“

„Kdyby se houpal a otáčel, tak by pták pavouka viděl a sezobl. Takhle zůstává nehybný a šance na únik je mnohem větší“.

Pavoučí vlákna jsou také velmi lehká. „Kdybychom chtěli opásat pavučinou zemi po rovníku, což je 40 tisíc kilometrů, tak by vlákno vážilo půl kila.“ 👍

Teplotní rozmezí ve kterém si vlákna udržují své vlastnosti je od -40° do +220° Celsia.

„Je to kombinace pevnosti, pružnosti a odolnosti, co dělá pavoučí sítě tak výjimečnými. Zejména je to vynikající materiál využitelný v medicíně. Tam je ještě výhodou to, že pavučina nevyvolává imunitní reakce. A tak je využitelná pro náhradní tkáně určené pro transplantace.“

Jenže přinutit pavouky, aby ve velkém tkali vlákno použitelné v medicíně, je nemožné. Pavoučí samičky jsou totiž kanibalky a navzájem se sežerou, než stihnou vlákno upříst.

A tak vědci z univerzity ve Wyomingu tak trochu obešli přírodu a vytvořili geneticky modifikované červy, kteří předou stejně silné vlákno jako jejich pavoučí kolegové. Brzo by se prý pavučina mohla používat především v medicíně.

„Tato zpráva je věrohodná, pavučina by se v medicíně opravdu využívat mohla, třeba jako šicí materiál v chirurgii. Teď navíc začíná řekněme století tkáňových náhrad, takže by bylo možné využít takové materiály i zde – třeba v oblasti cév nebo chrupavek“ - (Eva Syková, ředitelka Ústavu experimentální medicíny Akademie věd a předsedkyně České společnosti pro neurovědy).

Žádné imunitní reakce

Pavučina má přitom i tu výhodu, že v lidském těle nevyvolává imunitní reakce, protože není tvořena z buněk, jde o materiál čistě chemický, podobně jako třeba silon. 

Laboratorně vytvořené pavoučí hedvábí, Zdroj: Washington University in St. Louis/Jingyao Li

Podle profesorky kalifornské univerzity v Riverside Cheryl Hayashi by pavoučí sítě mohli v budoucnu používat i neurologové, protože by podle ní pomohla při regeneraci nervových buněk, vláken. Pomohlo by to třeba pacientům s porušenou míchou?

„To si nejsem tak docela jistá, protože už dlouho zkoušíme desítky materiálů, specifických, které se k tomu budou hodit. Je tady ale samozřejmě možnost kombinovat takový materiál s nějakým měkčím, takové složení by samozřejmě bylo možné použít i na přemostění míchy“.

"Bio-trik"

Autoři výzkumu to vyřešili tím, že zavedli do bakterií takzvané amyloidní sekvence. Ty mají totiž tendenci tvořit β-nanokrystaly. Obecně platí, že čím delší je protein, tím silnější a pevnější je výsledné vlákno. Výsledkem proteinu, který se podařilo vytvořit, bylo vlákno s pevností vyšší, než má běžná ocel. Houževnatost vláken je zase vyšší než u kevlaru a všech předchozích rekombinantních hedvábných vláken. 

Nový materiál nevytvořil žádný stroj, ale geneticky upravené bakterie v laboratořích McKelvey School of Engineering.

Lidé se dokonce v minulosti pokoušeli i o velkochov pavouků, kteří by pro ně vlákno vytvářeli, výroba byla ale nákladná a nepraktická, nakonec vše selhalo. Z čeho se takové pavoučí vlákno skládá? O tom je poslech.
Zdroj: junior.rozhlas.cz, irozhlas.cz, plus.rozhlas.cz

8 komentářů:

  1. Hani, velice zajímavý článek. 👍👍 To, že je pavoučí vlákno pevné vím a také vím, jak jsou pavouci pilní. Říká se, že pavouci jsou indikátory počasí. Pokud mám být hezky, vytváří sítě. Já minulé léto jsem ráno co ráno vletěla obličejem do sítě, když jsem šla na zahradu. To, co jsem zničila, bylo následují ráno zpět.
    Moje dcera má arachnofobii a vnučky jsou po mamince. Když byly malé, jeli jsme s nimi na mlýn na Lužnici. Netušili jsme, že pronajímatelka změnila nástupní den ze soboty na neděli, zjistili jsme to po telefonátu, když jsme jí volali, že už jsme na cestě. Co teď? Vrátit se a vypravovat se znovu? Pokračovali jsme a v Táboře si sehnali penzion na přenocování. Holky byly malé a odmítly spát samy v neznámém prostředí, takže jsme rozložili gauč, přenesli lůžkoviny od vedle. Holky jsme uložili, muž už ležel a já si šla naklepat polštář. Pod ním byl obrovský černý pavouk. Kdyby ho viděly holky, nevím, jak by to dopadlo. Asi by chtělyt domů a určitě s řevem. S mužem jsme ho odlovili a vyhodili z okna do zahrady. V noci jsem spala špatně, pronásledovaly mně myšlenky na to, že se pavouk bude chtít vrátit tam, odkud byl vyhozen. První co bylo, když jsem ráno vstala, že jsem prohlédla celý pokoj, než se probudí holky.
    Měj hezké dny.

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Je vidět, Ali, že máš pavouky dobře odpozorované a plno zážitků s nimi. Ten zážitek jsi popsala velmi živě, ještě že netrpím arachnofobií. Je otázka, jestli se chce pavouk vrátit na místo, odkud byl vyhozen. Asi se tady na blogu k pavoukům ještě vrátím. ☺

      Vymazat
  2. Hani, já jsem vyrostla v rodině, kde bylo velké hospodářství a tak mi tito tvorové nevadí, ovšem pokud nelezou mně. Poslední dobou se tu však v loukách objevil křižák pruhovaný, což je druh pocházející ze středomoří a je mírně jedovatý, tak že může někomu způsobit i vážné potíže. Fotila jsem ho v loukách v létě. Je asi 5 cm veliký a tělíčko má pruhované jako sršeň. Má také velice zajímavou pavučinu, podle které se na dálku pozná, že je jeho.. Hani měj se moc pěkně a v tomto deštivém čase se hlavně opatruj.

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Jari, za mého dětství jsme také žili vesnickým způsobem života, přitom na území Ostravy. To člověka také formuje. Dnes se do louk nevypravuji, jo, to bych musela do místa mého rodiště, které se proměnilo v zarostlý porost a místy tam i nějaké louky jsou ... neudržované. Tvé info o pavoukovi je zajímavé a díky za něj.
      Počasí je vrtkavé, však je březen, tak za kamna vlezem. Opatruj se. 👍

      Vymazat
  3. Hanko, ač odkojená Vltavou a domovem bez pavouků, nevadí mi ani kdyby po mne lezl. Na chatě jich je vždycky celkem dost, a žijeme spolu svorně. O myších to říct nemůžu. Kdysi mne i jedna jediná donutila odjet do Prahy. Naštěstí to není daleko. Měj se hezky, zdravím 😊

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Tak věřím, Evi, že i v hlavním městě je plno pavouků, i ve velkém městě je plno přírody, jen to člověk musí vnímat a chtít vidět. Na chatě je větší pravděpodobnost, že se tam nějaká myš objeví. Takže pastičky, kousek špeku nebo salám a ... ono to půjde. 👍
      Měj se také hezky. ☺

      Vymazat
  4. Hani k pavoukům mám kladný vztah,věřím,že přinášejí štěstí.
    Ale užila jsem si s nejmladší vnoučkou,která z nich má strach,ale vysloveně to fobie asi nebude.
    Jezdila jsem s vnoučatama hodně let na dovolené a ubytování bylo většinou v chatkách.Každý večer jsem ji s baterkou musela celou prohledávat a vnučku ujišťovat,že pavoucí se do chatky nedostanou...
    Měj se hezky

    OdpovědětVymazat
    Odpovědi
    1. Jituš, určitě máš spousty zážitků z pobytů s vnoučaty a podobných dobrodružství bylo jistě víc. Dnes máte na co vzpomínat. 👍
      Děkuji a přeji hezkou neděli.

      Vymazat

Toulky českou minulostí

Do Strakonic na křižácký hrad

Slyšeli jste někdy o křižáckých hradech? Víte, že takový byl i u nás? Jsou to Strakonice!  Strakonice - to není jen Švanda Dudák se svým me...