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細(xì)細(xì)蛛絲奧秘深

2012-12-29 20:10□船
科學(xué)24小時(shí) 2012年5期
關(guān)鍵詞:蛛絲蛛網(wǎng)吉姆

□船 舷

細(xì)細(xì)蛛絲奧秘深

□船 舷

據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道,美國(guó)和巴西科學(xué)家日前宣布,他們成功地從巴西游走蛛的毒液中分解出名為“Pn-Tx2-6”的化合物。將其制成藥物,能對(duì)那些功能紊亂的男性患者有所幫助。這條消息使人們對(duì)相貌丑陋的蜘蛛產(chǎn)生了興趣。

蜘蛛是地球上最古老的生物之一,早在迄今1.6億年前形成的琥珀中就有它們祖先的身影。有3萬多種蜘蛛至今仍活躍在地球上的每個(gè)角落,從地上到地下,從城市到鄉(xiāng)村,從陸地到海洋,只要留意就能發(fā)現(xiàn)它們活動(dòng)的蹤跡。動(dòng)物學(xué)家通過計(jì)算得知,每公頃森林中約有100萬只蜘蛛,人煙罕至的原始森林的蜘蛛數(shù)量可能高達(dá)3億只。

其實(shí),神奇的蛛絲早就引起了科學(xué)家的關(guān)注。

將自然界中類似蛛絲的東西做比較,包括人類用高科技手段編織出的各種纖維織物在內(nèi),也許沒有比蛛網(wǎng)中的絲更能表現(xiàn)出自然的優(yōu)雅和高效了。美國(guó)著名分子生物學(xué)家詹迪·吉姆斯研究蛛絲20年,首次人工合成出具有蛛絲特征的纖維物質(zhì),成功制造出經(jīng)久耐用、輕便柔韌的“太空繩”。

宇航員在進(jìn)行艙外行走時(shí)需要一根既柔韌靈活、極富伸縮性,又堅(jiān)固耐用,幾乎不會(huì)磨損的超級(jí)繩索來固定,同時(shí)又必須毫不影響宇航員的身體動(dòng)作。美國(guó)宇航局專家潛心攻關(guān),實(shí)驗(yàn)了包括含有納米材料的纖維在內(nèi)的若干由不同纖維編織的繩索,都不能達(dá)到滿意的效果,不得不求助于詹迪·吉姆斯,最后他研制的具備蛛絲特質(zhì)的“太空繩”為美國(guó)宇航局解決了這個(gè)難題。

吉姆斯在蜘蛛研究領(lǐng)域中的里程碑發(fā)現(xiàn),是他首先確定了蜘蛛腹部有六個(gè)分開長(zhǎng)的絲腺分泌著各不相同的蛋白質(zhì)溶液或粘液。這些溶液或粘液,在蜘蛛腹下噴絲頭的壓力作用下產(chǎn)生六種絲:其中柔細(xì)的一種含有蜘蛛卵粒,而稍粗結(jié)實(shí)的一種是專門用來包裹獵物的;其余四種則用來織網(wǎng),這當(dāng)中最有韌性的是牽引絲,蜘蛛用它來織網(wǎng)或行走。吉姆斯比喻說,假如能制造出一根鉛筆粗的蛛絲,它就能夠勾住在航空母艦上降落的戰(zhàn)斗機(jī),是同樣粗細(xì)的合金鋼纜強(qiáng)度的六倍。

另外,為了讓所織蛛網(wǎng)的有效利用時(shí)間更長(zhǎng),蜘蛛會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度、濕度選擇不同噴絲口噴出不同的蛛絲。捕獵用的蛛絲像尼龍一樣富有彈性,纏繞獵物后,其內(nèi)部會(huì)形成縫隙,不僅可存留空氣、保溫性能良好,而且整張蜘蛛網(wǎng)就如同一個(gè)通風(fēng)保險(xiǎn)的冷藏箱,讓不幸喪命的獵物即使在炎熱的盛夏,一周之內(nèi)也不會(huì)因變質(zhì)而不能食用。

人類祖先早就知道蛛絲的強(qiáng)韌耐用,可織成完美有效的捕撈工具。至今波利尼西亞、湯加等太平洋島國(guó)的居民仍在使用著這種原始工具捕魚。因?yàn)楂@得一張這樣的網(wǎng)比人工編織要方便多了,只需把特制漁網(wǎng)的模型木架放入有這種節(jié)肢動(dòng)物聚集出沒的森林里,用不了一個(gè)月,密密的蛛絲會(huì)把它包裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),將其從模型上輕輕退下,就能變一張輕便實(shí)用的天然漁網(wǎng)。

兼具韌性和彈性的蛛絲的承受力是驚人的,專家實(shí)驗(yàn)證實(shí),巴西亞馬遜密林里的游走蛛蛛絲是同類中最強(qiáng)勁的,每一根細(xì)細(xì)的蛛絲可以經(jīng)得住90克的拉力,它的承載強(qiáng)度是做防彈背心的纖維B的5倍。

因?yàn)橹┲胗谢ハ鄽埵车牧?xí)性,人工養(yǎng)殖蜘蛛幾乎是不可能的。當(dāng)科學(xué)家了解到蜘蛛絲是具有獨(dú)特機(jī)械性能及良好生物學(xué)性能的纖維蛋白時(shí),有人想到用轉(zhuǎn)基因的方法獲取蛛絲的原始物質(zhì),然后編織成絲,造福人類。

奈科西亞生物技術(shù)公司首席研究員雷蒙·特納獲悉吉姆斯和他的科研團(tuán)隊(duì)成功分離出了蜘蛛的基因后,他們冒出一個(gè)大膽的想法:將蜘蛛基因注射給山羊,讓山羊產(chǎn)出能紡織成蛛絲的纖維蛋白。遺憾的是,用這種東西紡出的絲非常接近普通纖維,與蛛絲的特征相差甚遠(yuǎn)。經(jīng)分析,問題就出在噴頭上。也就是說,模擬蜘蛛怎樣吐絲是最難辦的事。

特納說,蜘蛛在它的噴絲頭里不知怎地就把粘液變成了扯不斷的細(xì)絲——不濕也不脆,而且相當(dāng)堅(jiān)韌和富有彈性。這是科學(xué)家還無法解釋的事。

細(xì)細(xì)蛛絲上隱藏的奧秘實(shí)在太多了。

近日科學(xué)家發(fā)現(xiàn),蜘蛛吸食不同的食物就會(huì)編織不同形狀的蛛網(wǎng)。如果給它們品嘗一點(diǎn)遭投毒致死者的血液,它們就會(huì)編織出各種形狀怪異的圖案來。

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