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蜘蛛如何工作

经过:汤姆·哈里斯

蜘蛛丝

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蜘蛛丝齿子的电子显微镜图像
照片礼貌Microangela

将蜘蛛与动物界其他地区区分开的主要因素是它们旋转丝绸的能力,这是一种极强的纤维。一些昆虫会产生相似的材料(例如,蚕),但没有什么比蜘蛛的旋转能力接近的。大多数物种围绕着这种独特的能力来建立自己的一生。

科学家不知道蜘蛛如何形成丝绸,但是它们确实对旋转过程有一个基本概念。蜘蛛具有特殊的腺体,可分泌丝蛋白(由氨基酸的链组成),它们溶解在水基溶液中。蜘蛛将液体溶液通过长管道推动,导致微观钳子在蜘蛛的纺纱厂。蜘蛛通常有两个或三个旋转对,位于腹部的后部。

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Argiope Bruennich,Orb Web编织器,旋转丝绸“width=
Argiope Bruennich,Orb Web编织器,旋转丝绸
照片礼貌Ed Nieuwenhuys

每个钳子都有一个控制挤出材料的厚度和速度的阀。当齿轮拉动纤维蛋白蛋白分子从管道中排出并将它们挤入空气中,将分子伸展并连接在一起形成长链。纺纱链缠绕在一起,形成坚固的丝绸纤维。

大多数蜘蛛都有多个丝绸腺体,它们分泌出用于不同目的的不同类型的丝绸材料。通过将不同的丝绸品种以不同的比例缠绕在一起,蜘蛛可以形成各种纤维材料。蜘蛛还可以通过调节齿轮形成较小或大的链来改变纤维的一致性。

一些丝绸纤维具有多个层 - 例如,内芯被外管包围。丝绸也可以用适合不同目的的各种物质涂覆。例如,蜘蛛可能会涂上粘性物质或防水材料。

蜘蛛丝非常坚固且灵活。有些品种的强度是相等质量的五倍和同等质量的强度两倍凯夫拉尔。这吸引了许多领域的科学家的注意,但是直到最近,人类才能从这种自然资源中获得太多东西。从蜘蛛中提取丝绸简直太难了,每个蜘蛛只有少量。

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雌性金球蜘蛛在其网络中

这可能在不久的将来发生变化。一家名为的公司的研究人员Nexia生物技术使用蜘蛛产生丝绸的基因具有转基因的山羊。希望少数山羊能够在牛奶中生产大量的丝绸材料。工程师将能够将此材料放在飞机上工作,防弹背心和人造四肢,除其他外这一页了解更多信息)。

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