Копринените Нишки На Spider Работят Заедно, За Да Поддържат Мрежата Непокътнати

{h1}

Производителността на паяковата коприна се променя според това колко стрес е приложен, сочат нови изследвания. Това би могло да му даде някои от нейните невероятни свойства. Изследователите открили, че когато при лек стрес, като вятърната паяжина, коприната омеква и се разширява,

Паук паяк получава силата си от копринени нишки, които работят заедно и способността им да се разтягат, когато са стресирани, сочат нови изследвания.

В дивия свят мрежите трябва да се справят с различни видове стрес: ветрове, които издухат цялата мрежа наведнъж, и предмети като падащи дървесни отломки или борба с бъгове, които могат да подчертаят само няколко копринени нишки. Изследователи от Масачузетския технологичен институт и Никола Пуньо от Политехническия университет в Торино, Италия, искаха да установят как паяжините остават цели при тези различни натоварвания.

Когато паяците си правят паяжини, те използват два вида коприна. Нелепкавата коприна за драглине се използва за направата на спиците, излъчващи се от центъра, докато лепкавата и еластична вискозна коприна се върти навън по кръгъл начин и се използва за улавяне на плячката на паяка. Двата вида коприна имат различна структура, предназначение и свойства при стрес.

„Множество изследователски групи са изследвали сложната, йерархична структура на паяковата коприна и нейната удивителна сила, разтегливост и здравина“, казва изследователят Маркус Бюлер. „Но докато разбираме особеното поведение на драглиновата коприна от„ наноразмерите нагоре “- първоначално твърда, после омекотяваща, после отново твърда - имаме малко представа за това как молекулната структура на коприната уникално подобрява работата на мрежата.“

Стресиращи паяжини

Йерархична структура на паяжина, от макрокосмичната кълбова мрежа до малките протеинови молекули от паяжина. Деформацията на мрежата се позовава на различни механизми в множество мащаби и води до локализирана повреда на копринената нишка, при която се прилага изключително натоварване.

Йерархична структура на паяжина, от макрокосмичната кълбова мрежа до малките протеинови молекули от паяжина. Деформацията на мрежата се позовава на различни механизми в множество мащаби и води до локализирана повреда на копринената нишка, при която се прилага изключително натоварване.

Кредит: Зина Дерецки, Национална научна фондация, в сътрудничество със S. Cranford, G. Bratzel & M. J. Buehler (и тримата от Масачузетския технологичен институт), и Ричард C. Yu и Andaluz Yu от Green Pacific Biologicals.

Изследователите тествали естествени паяжини в лабораторията и полето, след което използваха тези данни, заедно с информация от други проучвания на свойствата на паяжина, за да направят сложен модел на паяжина.

Те откриха, че уникалната молекулна структура на паяковата коприна се разгръща с увеличаващия се стрес от издърпването, като произвежда ефект на разтягане, който е добър за улавяне на плячка. Той има четири отделни фази: начална, линейна теглене; изтеглено разтягане, докато протеините от копринена коприна се разгръщат; фаза на втвърдяване, която поглъща най-голямо количество сила; и след това финална фаза, приплъзваща пръчката, преди коприната да достигне точката на счупване.

„Мащабирахме молекулярното поведение на копринените нишки към макроскопичния свят“, каза изследователката на изследването Анна Тараканова. „Това ни позволи да изследваме различни случаи на натоварване в мрежата, но по-важното е, че също ни позволи да проследим и визуализираме как се е раздробявал мрежата при екстремни условия на зареждане.“

Когато мрежата е леко стресирана, като при лек вятър, коприната достига само до мястото, където омеква и се разширява. Но когато мрежата е под силен стрес, особено когато стресът е локализиран в една област, изследователите откриха, че няколко направления могат да се счупят, но тази жертва оставя останалата част от мрежата непокътната.

Изграждане на по-силна мрежа

Геометрия на паяжина под механична деформация.

Геометрия на паяжина под механична деформация.

Кредит: Симулационна снимка от S. Cranford & M. J. Buehler / MIT, фотографско изображение от Francesco Tomasinelli & Emanuele Biggi.

"Инженерните конструкции обикновено са проектирани да издържат на големи товари с ограничени щети, но екстремните товари [като ураганните ветрове] са по-трудни за отчитане", казва изследователят на изследването Стивън Кранфорд. "Паякът уникално е решил този проблем, като е позволил на жертвен член да се провали при голямо натоварване."

Това е важна характеристика, тъй като ако мрежата се разгадае при най-малкото прекъсване, паякът нямаше да има енергия да продължи да го изгражда отново.

Изследователят на паяжината Todd Blackledge от Университета в Акрон в Охайо също изучава как мрежите се справят със стреса, въпреки че той не е участвал в това проучване. „Моята лаборатория се концентрира върху подход„ отгоре надолу “, използвайки високоскоростно видео и тестване на свойства на коприни от реални мрежи, за да прецени как енергията се абсорбира от кълбови мрежи под„ твърди “срещу„ лесни “въздействия“, Blackledge заяви пред WordsSideKick.com в имейл. "Стигнахме до няколко подобни заключения."

Прозренията и от двата пътя на изследване могат да доведат до използването на паяк коприна за възстановяване на връзките и за други медицински и нанотехнически приложения.

Изследването ще бъде публикувано в броя на 2 февруари на списание Nature.

Можете да следите писателката на персонала на WordsSideKick.com Дженифър Уелш в Twitter @microbelover, Следете WordsSideKick.com за най-новите научни новини и открития в Twitter @wordssidekick и на Facebook.


Видео Добавка: .




Изследване


Морско Биологично Разнообразие Заплашва, Проучвания Откриват
Морско Биологично Разнообразие Заплашва, Проучвания Откриват

Геномът Термит Разкрива Тайните На Секса На Насекомите И Обществото
Геномът Термит Разкрива Тайните На Секса На Насекомите И Обществото

Наука Новини


Морските Учени Ловуват За Най-Силните Корали В Света
Морските Учени Ловуват За Най-Силните Корали В Света

Bloomberg Разгръща Кампанията Срещу Насилието Срещу Пистолети
Bloomberg Разгръща Кампанията Срещу Насилието Срещу Пистолети

7 Съвета За Култивиране На Благодарността
7 Съвета За Култивиране На Благодарността

Дино-Пиле: Чакаща, Но Сериозна Научна Идея От 2011 Г.
Дино-Пиле: Чакаща, Но Сериозна Научна Идея От 2011 Г.

Най-Големият Изкопаем Паяк, Открит Във Вулканичния Пепел
Най-Големият Изкопаем Паяк, Открит Във Вулканичния Пепел


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com