Më e hollë se rrjeta e merimangës, por më e fortë se çeliku. Gjëegjëza të rrjetës Fije të holla të rrjetës

Rrjeti është sekreti i gjëndrave arachnoidale, të cilat, pak pasi ekskretohen, ngrijnë në formën e fijeve. Për nga natyra kimike është një proteinë e ngjashme në përbërje me mëndafshin e insekteve.Kjo proteinë është e pasuruar me glicinë, alaninë dhe serinë. Brenda gjëndrës së merimangës, ajo ekziston në formë të lëngshme. Kur përzgjidhet përmes të shumta tuba rrotullues hapje në sipërfaqe lythat arachnoid, ka një ndryshim në strukturën e proteinës, si rezultat i së cilës ajo ngurtësohet në formën e një filli të hollë. Më pas, merimanga ndërthur këto fije primare në një fije më të trashë arachnoid.

Përdorimi më i famshëm i rrjetës nga merimangat është ndërtimi i rrjetave të kapjes, të cilat, në varësi të strukturës, janë në gjendje të imobilizojnë plotësisht gjahun, të pengojnë lëvizjen e tij ose vetëm të sinjalizojnë pamjen e tij. Merimangat e kapur pre gjithashtu shpesh mbështillen në një rrjetë.

Merimangat rrotullojnë një rrjetë që luan një rol shumë të rëndësishëm në jetën e tyre dhe gjejnë një shumëllojshmëri përdorimesh për të. Këto janë fshikëza merimangash, ku këlyshët e vegjël zhvillohen nga vezët në ngrohtësi dhe siguri; dhe litarët e shpëtimit si litarët e ngjitjes që lidhen me bimët dhe e pengojnë merimangën të bjerë në tokë. Nga rrjeta, merimangat bëjnë fole për dimër dhe, më në fund, thurin rrjeta kurth.

Merimangat mund të rrotullojnë fije të ndryshme për qëllime të ndryshme. Nëse keni nevojë për një fije për një rrjetë kurth, atëherë gjëndrat speciale të vendosura pranë rrjetës së kështjellës e mbulojnë atë me një shtresë ngjitësi. Për të lëvizur nga një vend në tjetrin ose për të lidhur një rrjetë kurth, prodhohet një fije e thatë. Gjëndrat e tjera sekretojnë substanca nga të cilat tjerr një fije për të përdredhur një fshikëz. Fija e rrjetës është më e fortë se teli prej çeliku me të njëjtin diametër dhe mundet, pa u thyer, të shtrihet për një të tretën tjetër të gjatësisë së saj.Për të mos hyrë në rrjetën e saj kurth, merimanga vazhdimisht prodhon një fije të vogël të thatë. Ai e di mirë se ku janë zonat e sigurta dhe, i fshehur në njërën prej tyre, pret me durim derisa viktima të bjerë në rrjetë. Për më tepër, këmbët e merimangës sekretojnë një substancë vajore, për shkak të së cilës ato nuk ngjiten në rrjetë.

merimanga fillon të thur rrjetën, duke e hedhur fillin në erë. Mëndafshi fluturon në erë dhe ngjitet pas diçkaje, si për shembull një degë peme, e cila i lejon merimangës të ngjitet lart në këtë fill dhe t'i shtojë një fije tjetër fillit për ta bërë atë më të fortë. Pasi merimanga ka bërë konturet e përgjithshme të rrjetës, ai rrotullon një fije që lidh njërën anë të rrjetës me tjetrën. Nga qendra e këtij filli lidhës merimanga fillon të rrotullojë një fije tjetër, i cili do të lidhë qendrën e rrjetës me fijen anësore.

Atëherë merimanga do të vendosë shumë fije të thata lidhëse nga skajet e rrjetës përgjatë rrezeve të saj deri në qendër, si thumba në një rrotë biçiklete. Pastaj këto "gjilpëra thurjeje" gërshetohen me fije rrethore. Rezulton një rrjetë e thatë spirale. Pastaj një fije ngjitëse aplikohet në sipërfaqen e rrjetës së thatë. Tani merimanga heq qafe rrjetën e thatë - e ha atë. Veglat e peshkimit janë bërë, kurthe të insekteve janë gati.

Mëndafshi i merimangës- material i pazakontë. Një nga veçoritë e tij,me lehtësinë e pazakontë të rrjetës- forcë e madhe.Forca e thyerjes, e shprehur në kg për 1 mm2, në rrjetën e merimangave varion nga 40 në 261, dhe në vemje dhe mëndafshi artificial, përkatësisht, nuk i kalon 43 dhe 20.Një fije mëndafshi e hollë si laps mund të ndalojë një Boeing 747.

Në shekullin e shtatëmbëdhjetë, inxhinierët tërhoqën vëmendjen te rrjeta, përkatësisht, për faktin se është një strukturë mekanike jashtëzakonisht racionale që funksionon në tension në atë mënyrë që të gjitha fijet të jenë në kushtet më të favorshme për sa i përket forcës materiale.

Çdo shkelje e sistemit nervor të merimangave reflektohet menjëherë në modelin e rrjetës. Merimangave iu dhanë substanca të ndryshme dhe çdo herë ata endnin modelin e tyre të veçantë, i cili korrespondonte rreptësisht me një substancë të caktuar.

Ky zbulim papritur erdhi në ndihmë në shkencën e mjekësisë ligjore. Duke i dhënë një merimangë një pikë gjaku të një personi që dyshohet se është helmuar, natyra e vizatimit mund të përcaktojë helmin me të cilin personi është helmuar.

Pse një merimangë nuk ngatërrohet në rrjetën e saj ashtu si viktimat e saj ngatërrohen në të? Dhe kjo ndodh sepse merimanga shkon gjithmonë vetëm përgjatë fijeve të lëmuara radiale, dhe kurrë përgjatë fijeve ngjitëse, koncentrike.

Në Spanjë u gjet rrjeta më e vjetër fosile me insekte ngjitëse (në një copë qelibar), mosha e së cilës është 110 milionë vjet.

Merimangat janë shumë të ndjeshme. Sjellja e tyre mund të parashikojë motin. Nëse merimangat zhvillojnë aktivitet të fuqishëm në mbrëmje - prisni për mot të mirë. Nëse kjo ndodh në mëngjes, moti do të jetë i keq.

Përbërja kimike e rrjetës është afër mëndafshit të vemjeve të fluturave. Nga rrjeta e merimangave nefile, të cilat gjenden në ishujt tropikal, kinezët bënë një pëlhurë të qëndrueshme të quajtur "saten i detit lindor". Në Evropë, rrobat e bukura ishin qepur nga rrjeta.

Peshkatarët polinezianë përdorin fillin e merimangës me rrjetë të artë si një linjë peshkimi.
Disa fise në Guinenë e Re përdornin rrjeta si kapele për të mbrojtur kokën nga shiu.

Pesha e rrjetës është e tillë që nëse rrjeta do ta mbështillte Tokën rreth ekuatorit një herë, atëherë pesha e saj do të ishte vetëm 450 gram.

Pse një merimangë ka nevojë për një rrjetë?

Shumica e njerëzve mendojnë se merimangat përdorin mëndafshin vetëm për të rrotulluar rrjetat e tyre. Në fakt, rrallë një kafshë e përdor mëndafshin në një mënyrë kaq të gjithanshme si merimanga, e cila prej saj bën shtëpi, thuron "vijat e jetës", "këmbanat e zhytjes", "aeroplanët", laso, kurthe elastike dhe rrjetën e njohur. .

Merimangat nuk janë insekte, por i përkasin klasës arachnid. Ndryshe nga insektet, ata kanë tetë këmbë, në shumicën e rasteve tetë sy, pa krahë dhe një trup të ndarë në dy pjesë.

Merimangat gjenden pothuajse në çdo klimë. Ata mund të vrapojnë në tokë, të ngjiten në pemë dhe madje të jetojnë në ujë.Dhe për këtë ata kanë nevojë për një rrjetë...

Merimanga punon tipe te ndryshme mëndafsh: mëndafsh ngjitës për rrjetat që duhet të kapin insektet, mëndafsh i qëndrueshëm dhe jo ngjitës për hapat e rrjetës dhe mëndafshi i veçantë për fshikëzat.

Edhe rrjetat e endura nga merimangat vijnë në forma krejtësisht të ndryshme. Më e zakonshme është një rrjetë e rrumbullakët, por ka edhe rrjeta katrore, të sheshta dhe në formën e një hinke ose kupole. Ka rrjeta me kapak që gjahu të mos u shpëtojë, disa merimanga ndërtojnë një shtëpi në formën e një zile, e vendosur tërësisht nën ujë.

Merimanga përdor rrjetën e saj kur ndërton rrjeta për të kapur gjahun, më pas merimanga e lidh gjahun me fijen e saj për çdo rast. Gjithashtu, një merimangë mund të kërcejë ose të zbresë pa frikë me ndihmën e fillit të saj, të vrapojë përgjatë rrjetave të kaurmave, si përgjatë shtigjeve. Epo, dhe jo e parëndësishme, merimangat thurin fshikëza për vezët e tyre nga e njëjta fije mëndafshi për të mbrojtur pasardhësit e ardhshëm nga situata të papritura që kërcënojnë vdekjen e tyre.

Një merimangë jeton në xhunglat e Madagaskarit, duke endur një rrjetë që mund të shtrihet nga njëra anë e një lumi ose liqeni në tjetrën, dhe filli që përdor përbëhet nga materiali biologjik më i fortë në botë. "Darwin Spider" i zbuluar nga Ingi Agnarsson i Universitetit të Porto Rikos, i cili u ndesh për herë të parë me rrjeta të tilla në 2001 në Parkun Kombëtar Ranamophane të Madagaskarit, nuk është veçanërisht i madh, vetëm 1.5 inç i gjatë (me gjymtyrë të zgjatura), por një rrjetë që ai endje - i madh. Gjatësia e fillit kryesor mund të arrijë 80 këmbë, dhe perimetri i rrjetës është 9 metra katror. Elasticiteti i fillit është dyfishi i çdo fijeje tjetër merimange, dhe duke pasur parasysh faktin se forca e saj në tërheqje është më e lartë se ajo e çelikut, filli i kësaj merimange është materiali më i fortë natyral i njohur për shkencën.

Arachnids dallohen nga të gjitha insektet me aftësinë për të endur modele të mahnitshme të rrjetës së kapurit.
Mënyra se si një merimangë rrotullon një rrjetë është e paimagjinueshme. Një krijesë e vogël krijon rrjete të mëdha dhe të forta. Një aftësi e mahnitshme u formua 130 milion vjet më parë.

Nuk është rastësi që të gjitha mundësitë tek kafshët shfaqen dhe fiksohen gjatë seleksionimit natyror. Çdo veprim ka një qëllim të përcaktuar rreptësisht.

Merimanga rrotullon një rrjetë për të arritur qëllimet jetike:

• kapja e gjahut;
• mbarështimi;
• forcimi i minave të tyre;
• sigurimi i rënies;
• mashtrimi i grabitqarëve;
• lehtëson lëvizjen në sipërfaqe.

Rendi i merimangave përbëhet nga 42 mijë lloje, secila prej të cilave ka preferencat e veta në përdorimin e strukturës arachnoid. Për të mbajtur viktimën, rrjeti përdoret nga të gjithë përfaqësuesit. Meshkujt - aranemorfet në rrjetë lënë sekrecione të lëngut seminal. Pastaj merimanga në rrjetë ecën, duke mbledhur sekrecione në organet e kopulimit.

Pas fekondimit, foshnjat formohen në një fshikëz mbrojtëse të rrjetës. Disa femra lënë feromone në rrjetë - substanca që tërheqin partnerët. Spinerët mbështjellin fijet rreth gjetheve dhe degëve. Rezultati është bedel për të shpërqendruar grabitqarët. Peshqit e argjendtë që jetojnë në ujë bëjnë shtëpi me zgavra ajri.

Madhësia e rrjetës varet nga lloji i merimangës. Disa arachnide tropikale krijojnë "kryevepra" me diametër 2 m, të afta të mbajnë edhe një zog. Rrjetat e zakonshme të merimangës janë më të vogla.
Është interesante të dihet se sa një merimangë endje një rrjetë. Zoologët arritën të zbulojnë se pjesa e kryqëzuar përballon punën brenda pak orësh. Përfaqësuesve të vendeve të nxehta u duhen disa ditë për të krijuar modele të një zone të madhe. rolin kryesor në proces kryhen nga organe të veçanta.

Struktura e gjëndrave të merimangës

Në barkun e insektit ka dalje - lytha arachnoid me vrima në formën e tubave.
Nëpërmjet këtyre kanaleve, një lëng viskoz rrjedh nga gjëndra arachnoid. Kur ekspozohet ndaj ajrit, xhel shndërrohet në fibra të holla.

Përbërja kimike e rrjetës

Aftësia unike e tretësirës së lëshuar për t'u ngurtësuar shpjegohet nga përbërësit strukturorë.

Përbërja e lëngut përmban një përqendrim të lartë të proteinave që përmbajnë aminoacidet e mëposhtme:

• glicinë;
• alaninë;
• serinë

Struktura kuaternare e proteinës, kur shtyhet nga kanali, ndryshon në atë mënyrë që si rezultat formohen filamente. Nga formacionet filamentoze, më pas, fitohen fibra, forca e të cilave
4 deri në 10 herë forca e flokëve të njeriut.,
1.5 - 6 herë më e fortë se lidhjet e çelikut.

Tani bëhet e qartë se si një merimangë thur një rrjetë midis pemëve. Fijet e holla të forta nuk thyhen, ato ngjeshen lehtësisht, shtrihen, rrotullohen pa përdredhur, duke i lidhur degët në një rrjet të vetëm.

Qëllimi i jetës së një merimange është nxjerrja e ushqimit proteinik. Përgjigja në pyetjen "Pse merimangat thurin rrjetë" është e qartë. Para së gjithash, për gjuetinë e insekteve. Ata bëjnë një rrjetë kurth me dizajn kompleks. Pamja e jashtme strukturat e modeluara janë të ndryshme.

• Më shpesh shohim rrjete poligonale. Ndonjëherë ato janë pothuajse të rrumbullakëta. Gërshetimi nga merimangat kërkon aftësi dhe durim të jashtëzakonshëm. Të ulur në degën e sipërme, ata formojnë një fije që varet në ajër. Nëse jeni me fat, filli do të kapet shpejt në degë vend i përshtatshëm dhe një merimangë, do të lëvizë në një pikë të re për punë të mëtejshme. Nëse filli nuk kap në asnjë mënyrë, merimanga e tërheq atë drejt vetes, e ha në mënyrë që produkti të mos zhduket dhe fillon përsëri procesin. Duke formuar gradualisht një kornizë, insekti vazhdon të krijojë themele radiale. Kur të jenë gati, e vetmja gjë që mbetet është të bëhen fije lidhëse midis rrezeve;
• Përfaqësuesit e gypave kanë një qasje të ndryshme. Ata bëjnë një hinkë dhe fshihen në fund. Kur viktima afrohet, merimanga kërcen dhe e tërheq atë në hinkë;
• Disa individë formojnë një rrjet fijesh zigzag. Probabiliteti që viktima të mos dalë nga një model i tillë është shumë më i madh;
• Merimanga me emrin "bola" nuk shqetëson veten, tjerr vetëm një fije, mbi të cilën ka një pikë ngjitëse në fund. Gjuetari qëllon fillin te viktima, duke e ngjitur fort;
• Merimangat - ograt ishin edhe më dinakë. Ata bëjnë një rrjetë të vogël midis putrave, pastaj hedhin në objektin e dëshiruar.

Modelet varen nga kushtet e jetesës së insekteve, specieve të tyre.

konkluzioni

Pasi të zbulojmë se si një merimangë endje një rrjetë, cilat janë tiparet e saj, mbetet të admirojmë këtë krijim të natyrës, të përpiqemi të krijojmë diçka të ngjashme. Në modelet delikate të shalleve të thurura, artizanët kopjojnë modele. Antenat, rrjetat për kapjen e peshqve dhe kafshëve bëhen sipas skemave të ngjashme. Deri më tani, një person nuk ka qenë në gjendje të simulojë plotësisht procesin.

Video: Merimanga thurin një rrjetë

Çdokush mund t'i heqë lehtësisht rrjetat e koburerave të varura midis degëve të një peme ose nën tavanin në cepin e largët të dhomës. Por pak njerëz e dinë se nëse rrjeta do të kishte një diametër prej 1 mm, atëherë mund të përballonte një ngarkesë prej afërsisht 200 kg. Teli çeliku me të njëjtin diametër mund të përballojë dukshëm më pak: 30-100 kg, në varësi të llojit të çelikut. Pse ueb-i ka veti kaq të jashtëzakonshme?

Disa merimanga tjerrin deri në shtatë lloje fijesh, secila me qëllimin e vet. Fijet mund të përdoren jo vetëm për kapjen e gjahut, por edhe për ndërtimin e fshikëzave dhe hedhjen me parashutë (duke fluturuar lart në erë, merimangat mund të shpëtojnë nga një kërcënim i papritur dhe merimangat e reja vendosen në territore të reja në këtë mënyrë). Çdo lloj rrjete prodhohet nga gjëndra të veçanta.

Rrjeti i përdorur për kapjen e gjahut përbëhet nga disa lloje fijesh (Fig. 1): kornizë, radiale, kapëse dhe ndihmëse. Interesi më i madh shkencëtarët quhen nga filli i kufomës: ka forcë të lartë dhe elasticitet të lartë - është ky kombinim i vetive që është unik. Stresi përfundimtar në thyerjen e fillit të skeletit të merimangës Araneus diadematusështë 1.1-2.7. Për krahasim: forca në tërheqje e çelikut është 0,4-1,5 GPa, dhe ajo e flokëve të njeriut është 0,25 GPa. Në të njëjtën kohë, filli i kufomës është i aftë të shtrihet me 30-35%, dhe shumica e metaleve mund të përballojnë deformimin jo më shumë se 10-20%.

Imagjinoni një insekt fluturues që godet një rrjetë të shtrirë. Në këtë rast, filli i rrjetës duhet të shtrihet në mënyrë që energjia kinetike e insektit fluturues të shndërrohet në nxehtësi. Nëse rrjeta ruante energjinë e marrë në formën e energjisë së deformimit elastik, atëherë insekti do të kërcente nga rrjeta si nga një trampoline. Një veti e rëndësishme e rrjetës është se lëshon një sasi shumë të madhe nxehtësie gjatë shtrirjes së shpejtë dhe tkurrjes pasuese: energjia e lëshuar për njësi vëllimi është më shumë se 150 MJ / m 3 (çlirimi i çelikut - 6 MJ / m 3). Kjo lejon që rrjeti të shpërndajë në mënyrë efektive energjinë e ndikimit dhe të mos shtrihet shumë kur viktima goditet. Rrjetat e merimangës ose polimeret me veti të ngjashme mund të jenë materiale ideale për forca të blinduara të lehta.

NË mjekësi tradicionale ekziston një recetë e tillë: në një plagë ose gërvishtje, për të ndaluar gjakun, mund të lidhni një rrjetë, duke e pastruar me kujdes nga insektet dhe degët e vogla të ngecura në të. Rezulton se rrjeta ka një efekt hemostatik dhe përshpejton shërimin e lëkurës së dëmtuar. Kirurgët dhe transplantologët mund ta përdorin atë si një material për qepjen, përforcimin e implanteve, madje edhe si përgatitje për organe artificiale. Me ndihmën e internetit, është e mundur të përmirësohen ndjeshëm vetitë mekanike të shumë materialeve që përdoren aktualisht në mjekësi.

Pra, ueb është një material i pazakontë dhe shumë premtues. Cilët mekanizma molekularë janë përgjegjës për vetitë e tij të jashtëzakonshme?

Ne jemi mësuar me faktin se molekulat janë objekte jashtëzakonisht të vogla. Megjithatë, kjo nuk është gjithmonë rasti: polimeret janë të përhapur rreth nesh, të cilët kanë molekula të gjata të përbëra nga të njëjtat ose mik i ngjashëm në lidhjet e tjera. Të gjithë e dinë se informacioni gjenetik i një organizmi të gjallë regjistrohet në molekulat e gjata të ADN-së. Të gjithë mbanin qese plastike të bëra nga molekula polietileni të ndërthurura gjatë. Molekulat e polimerit mund të arrijnë madhësi të mëdha.

Për shembull, masa e një molekule të ADN-së njerëzore është rreth 1.9·10 12 a.m.u. (megjithatë, kjo është rreth njëqind miliardë herë më shumë se masa e një molekule uji), secila molekulë është e gjatë disa centimetra, dhe gjatësia totale e të gjitha molekulave të ADN-së njerëzore arrin 10 11 km.

Klasa më e rëndësishme e polimereve natyrore janë proteinat, ato përbëhen nga njësi të quajtura aminoacide. Proteinat e ndryshme kryejnë funksione jashtëzakonisht të ndryshme në organizmat e gjallë: kontrollojnë reaksionet kimike, përdoren si material ndërtimi, për mbrojtje etj.

Fija e skeletit të rrjetës përbëhet nga dy proteina, të cilat quhen spidroin 1 dhe 2 (nga anglishtja merimangë- merimangë). Spidroinat janë molekula të gjata me masa që variojnë nga 120,000 deri në 720,000 amu. Në merimangat e ndryshme, sekuencat e aminoacideve të spidroinave mund të ndryshojnë nga njëra-tjetra, por të gjitha spidroinat kanë tipare të përbashkëta. Nëse e shtrini mendërisht një molekulë të gjatë spidroin në një vijë të drejtë dhe shikoni sekuencën e aminoacideve, rezulton se ajo përbëhet nga seksione të përsëritura të ngjashme me njëra-tjetrën (Fig. 2). Dy lloje vendesh alternojnë në molekulë: relativisht hidrofile (ato që janë energjikisht të dobishme në kontakt me molekulat e ujit) dhe relativisht hidrofobike (ato që shmangin kontaktin me ujin). Në skajet e secilës molekulë, ka dy rajone hidrofile që nuk përsëriten, ndërsa rajonet hidrofobike përbëhen nga shumë përsëritje të një aminoacidi të quajtur alaninë.

Një molekulë e gjatë (p.sh. proteina, ADN, polimer sintetik) mund të përfaqësohet si një litar i ngatërruar i thërrmuar. Nuk është e vështirë ta zgjasësh atë, sepse sythe brenda molekulës mund të drejtohen me një përpjekje relativisht të vogël. Disa polimere (të tilla si goma) mund të shtrihen deri në 500% të gjatësisë së tyre fillestare. Pra, aftësia e një rrjete (një materiali të përbërë nga molekula të gjata) për të deformuar më shumë se metalet nuk është befasuese.

Nga vjen forca e internetit?

Për ta kuptuar këtë, është e rëndësishme të ndiqni procesin e formimit të fillit. Brenda gjëndrës së merimangës, spidroinat grumbullohen si një zgjidhje e koncentruar. Kur formohet filamenti, kjo tretësirë ​​largohet nga gjëndra përmes një kanali të ngushtë, kjo i ndihmon molekulat të shtrihen dhe t'i orientojnë ato përgjatë drejtimit të shtrirjes, dhe ndryshimet kimike përkatëse bëjnë që molekulat të ngjiten së bashku. Fragmentet e molekulave, të përbëra nga alanine, bashkohen dhe formojnë një strukturë të renditur të ngjashme me një kristal (Fig. 3). Brenda një strukture të tillë, fragmentet grumbullohen paralelisht me njëri-tjetrin dhe lidhen me njëri-tjetrin me lidhje hidrogjeni. Janë këto seksione, të lidhura së bashku, që sigurojnë forcën e fibrës. Madhësia tipike e rajoneve të tilla të mbushura dendur të molekulave është disa nanometra. Zonat hidrofile të vendosura rreth tyre rezultojnë të jenë të palosura rastësisht, të ngjashme me litarët e thërrmuar, ato mund të drejtohen dhe në këtë mënyrë të sigurojnë shtrirjen e rrjetës.

Shumë materiale të përbëra, të tilla si plastika e përforcuar, janë ndërtuar në të njëjtin parim si filli i karkasës: në një matricë relativisht të butë dhe të lëvizshme, e cila lejon deformimin, ka zona të vogla të forta që e bëjnë materialin të fortë. Megjithëse shkencëtarët e materialeve kanë punuar me sisteme të tilla për një kohë të gjatë, përbërjet e krijuara nga njeriu sapo kanë filluar t'i afrohen rrjetës në vetitë e tyre.

Çuditërisht, kur rrjeta laget, ajo tkurret shumë (ky fenomen quhet superkontraktim). Kjo ndodh sepse molekulat e ujit depërtojnë në fibër dhe i bëjnë rajonet hidrofile të çrregullta më të lëvizshme. Nëse rrjeta është e shtrirë dhe e varur nga insektet, atëherë në një ditë të lagësht ose me shi ajo tkurret dhe në të njëjtën kohë rikthen formën e saj.

Gjithashtu vërejmë tipar interesant formimi i fillit. Merimanga e tërheq rrjetën nën peshën e saj, por rrjeta që rezulton (diametri i fillit afërsisht 1-10 mikron) zakonisht mund të mbajë një masë gjashtëfishi të masës së vetë merimangës. Sidoqoftë, nëse pesha e merimangës rritet duke e rrotulluar në një centrifugë, ajo fillon të sekretojë një rrjetë më të trashë dhe më të qëndrueshme, por më pak të ngurtë.

Kur bëhet fjalë për përdorimin e uebit, lind pyetja se si mund të merret në sasi industriale. Në botë ka instalime për "mjeljen" e merimangave, të cilat i nxjerrin fijet dhe i mbështjellin në bobina speciale. Sidoqoftë, kjo metodë është joefikase: për të grumbulluar 500 g rrjetë, nevojiten 27 mijë merimanga mesatare. Këtu vjen në shpëtim bioinxhinieria. Teknologjitë moderne bëjnë të mundur futjen e gjeneve që kodojnë proteinat e rrjetit në organizma të ndryshëm të gjallë, si bakteret ose maja. Këta organizma të modifikuar gjenetikisht bëhen burime të rrjetave artificiale. Proteinat e marra nga inxhinieria gjenetike quhen rekombinante. Vini re se zakonisht spidroinat rekombinante janë shumë më të vogla se ato natyrore, por struktura e molekulës (alternimi i rajoneve hidrofile dhe hidrofobike) mbetet i pandryshuar.

Ekziston besimi se rrjeta artificiale nuk do të jetë inferiore ndaj asaj natyrore në vetitë e saj dhe do të gjejë aplikimin e saj praktik si një material i qëndrueshëm dhe miqësor ndaj mjedisit. Në Rusi, disa grupe shkencore nga institute të ndryshme janë të angazhuar së bashku në kërkime mbi vetitë e internetit. Marrja e një rrjeti rikombinues kryhet në Institutin Shtetëror të Kërkimeve të Gjenetikës dhe Përzgjedhjen e Mikroorganizmave Industrialë, vetitë fizike dhe kimike të proteinave studiohen në Departamentin e Bioinxhinierisë, Fakultetin e Biologjisë, Universiteti Shtetëror i Moskës. M. V. Lomonosov, produktet nga proteinat e rrjetit formohen në Institutin e Kimisë Bioorganike të Akademisë së Shkencave Ruse, aplikimet e tyre mjekësore trajtohen në Institutin e Transplantimit dhe Organeve Artificiale.

Në shekullin e 18-të, një farë Bon nga Montpellier i thuri vetes një palë çorape dhe doreza nga rrjetat e kaurmetit. Kjo përvojë e përdorimit të rrjetës së merimangës për qëllime tekstili doli të ishte e vetmja. Aktualisht, rrjeti përdoret vetëm si pikëtakim i instrumenteve optike precize.

Rrjeti sintetizohet nga aminoacidet në gjakun e merimangës. Kjo ndodh në qelizat e vendosura në muret e gjëndrave të merimangës. Rrjeti prodhohet në pika; ato bashkohen në pjesën e zbrazët qendrore të gjëndrës. Ky lëng viskoz është në fakt një solucion i koncentruar i rrjetave të kapurit. Tretësira grumbullohet në gjëndra derisa merimanga ka nevojë për rrjetë dhe ajo tërhiqet nga kanalet e lythave të merimangës. Rrjeti shtrihet shpejt në një fije të hollë dhe kalon menjëherë nga një gjendje viskoze në një gjendje të fortë.

Substancat që mund të tërhiqen në filamente janë zakonisht polimere me peshë të lartë molekulare. Ato përbëhen nga molekula të gjata dhe të holla. Molekulat përdredhen kur janë në tretësirë. Megjithatë, nëse ato nxirren nga një vrimë e hollë, ato shpalosen dhe ndodhen përgjatë gjithë gjatësisë së fibrës. Molekulat mbahen në këtë pozicion nga lidhjet kryq që formohen midis zinxhirëve ngjitur.

Duke lëvizur, merimanga zakonisht endje një fije të dyfishtë - e ashtuquajtura fije e varur. E mban atë të mos bjerë dhe ngjitet me disqe ngjitëse sa herë që merimanga duhet të zbresë.

Fija e varur nganjëherë përforcohet me dy fije më të holla. Ato përdoren gjithashtu për prodhimin e kornizës së jashtme dhe fijeve radiale të rrjetës së bllokimit. Një pjesë tjetër kryesore e rrjetës së kurthit është një fije spirale; në fakt kap mizat që bien mbi të.

I gjithë rrjeti është shumë ngjitës dhe jashtëzakonisht elastik. Është ngjitëse për shkak të pikave të shumta të një lënde shumë viskoze që mbulon të dy rrjetat e kaurmetit dhe i mban ato së bashku. Në kontaktin më të vogël me një fije viskoze, miza ngjitet. Fija mund të shtrihet pa u prishur, sado e fortë të jetë viktima. Kjo zakonisht rezulton që miza të ngatërrohet edhe në fijet ngjitëse ngjitur. Duke mbajtur mizën, merimanga e rrotullon atë me nofullat, thonjtë dhe këmbët e përparme, ndërsa këmbët e saj të pasme e tërheqin rrjetën nga lythat e merimangës. Kështu miza e gjen veten në një "fashë" të rrjetës së kaurgozës dhe merimanga shpesh e çon viktimën në strehën e saj, ku ose do të hahet menjëherë ose do të varet "në rezervë".

Ka një rrjet tjetër; përdoret për të bërë një fshikëz. Kjo fije e mbështjell merimangën rreth vezëve të shtruara në vjeshtë. Fshikëza mbron vezët nga moti i keq dhe nga sulmet e grabitqarëve të ndryshëm.

Rrjeti përbëhet nga proteina. Dihet se proteinat luajnë një rol thelbësor në strukturën dhe funksionin e të gjithë organizmave të gjallë. Ato përbëhen nga miozina në muskuj, kolagjeni në indet lidhëse, hemoglobina në gjak, si dhe enzimat që kontrollojnë të gjitha reaksionet kimike në një organizëm të gjallë.

Proteinat janë molekula të mëdha të ndërtuara nga njëzet aminoacide të ndryshme. Një molekulë proteine ​​në rrjet mund të përbëhet nga një ose më shumë zinxhirë të lidhur në një ose më shumë vendndodhje. Lidhjet e forta kryq formohen nga aminoacidi cistina, i cili mund të "ngjitet" në dy zinxhirë të ndryshëm. Cistina gjithashtu mund të krijojë një lidhje midis pjesëve të ndryshme të të njëjtit zinxhir, duke formuar sythe.

Njëzet aminoacide mund të formojnë një numër të madh të proteinave të ndryshme. Një nga qëllimet kryesore të ndjekura nga kimistët e proteinave është të përcaktojnë numrin e aminoacideve në një proteinë dhe pozicionet e tyre relative.

Për të përcaktuar përbërjen e aminoacideve, ai zbërthehet në aminoacide përbërëse të tij duke zier në acid klorhidrik. Pastaj të gjithë përbërësit izolohen nga përzierja e aminoacideve. Njëzet e pesë vjet më parë, kjo ishte një procedurë mjaft e ndërlikuar, që kërkonte shumë materiale dhe kohë, dhe përveç kësaj, jo gjithmonë jepte rezultate të sakta. Aktualisht, një analizë e plotë e aminoacideve mund të kryhet në disa miligramë material në një ditë. Shkencëtarët kanë krijuar një aparat në të cilin një përzierje e aminoacideve fillimisht zbërthehet në përbërës dhe më pas numri i tyre regjistrohet automatikisht dhe regjistrohet në formën e grafikëve.

Këto metoda analitike janë aplikuar në analizën e një numri të rrjetave të kapurit. Ka një ndryshim të madh në përbërjet e fillit të fshikëzës dhe fillit të varur. Aminoacidet kryesore të të parit janë alanina dhe serina, e dyta janë glicina dhe alanina. Më shumë se gjysma e proteinave në secilin rast formohet nga vetëm dy aminoacide, megjithëse shumë aminoacide të tjera janë të pranishme në to. Mbi të gjitha në rrjetën e aminoacideve me zinxhirë anësor shumë të shkurtër.

Është shumë e rëndësishme të dish se si janë renditur aminoacidet në një proteinë. Por kjo ende nuk bën të mundur shpjegimin e të gjitha vetive të fibrave. Këto veti varen në një masë të madhe nga mënyra se si janë rregulluar zinxhirët në lidhje me njëri-tjetrin.

Në vitin 1913, Babai dhe Biri Braggy treguan se një kristal i çdo substance që rrotullohet në rreze X i reflekton ato në kënde të caktuara specifike, pasi përbëhet nga atome të renditura që formojnë plane reflektimi. Në të njëjtin vit, dy japonezë - Nikishawa dhe Ono - zbuluan se shumë fibra që supozohej se nuk kishin strukturë kristalore gjithashtu japin reflektime të caktuara.

Rrezet x ekzistuese të filamenteve arachnoid duken të paqarta kur krahasohen me rrezet x të kristaleve të vërteta, por ato mund të japin informacion të rëndësishëm për strukturën e rrjetës. Fakti që një model i tillë me rreze X përmban njolla tregon praninë e rajoneve kristalore në fijet e rrjetës, të cilat kanë një rregullim të renditur atomesh. Merita për përcaktimin e strukturës së këtyre rajoneve kristalore i takon kryesisht profesor Linus Pauling nga Instituti i Teknologjisë në Kaliforni dhe Profesor Warwicker.

Falë këtyre studimeve, ne e dimë se pothuajse të gjitha llojet e rrjetave kanë një strukturë të ngjashme. Një ide e përafërt e saj mund të merret duke vizatuar disa vija paralele të barabarta në një copë letër dhe më pas duke e mbledhur këtë fletë në palosje në kënde të drejta me vijat. Vijat përfaqësojnë zinxhirë të gjatë peptidikë dhe vendet ku ato kryqëzohen me palosjet tregojnë pozicionet e atomeve të karbonit nga të cilat shtrihen vargjet anësore. Ata shkojnë në kënd të drejtë në rrafshin e fletës.

Tani merrni parasysh një numër fletësh të ngjashme të mbledhura së bashku; dendësia e "paketimit" të tyre do të varet nga madhësia e grupeve I. Pothuajse të gjitha rrjetat kanë zinxhirë të rregulluar në mënyrë të ngjashme brenda fletëve dhe ndryshojnë vetëm në distancën midis fletëve: varion nga 3.3 në 15.6 angstroms.

Fija e rrjetës poshtë është cilindra të gjatë, të rregullt me ​​një seksion kryq rrethor pothuajse të rregullt. Një mënyrë për të krahasuar imtësinë e fibrave është të tregohet pesha e një gjatësi të caktuar të fibrave. Për një rrjetë, zakonisht shprehet në denier - pesha në gram prej 9 kilometrash fije. Në këtë sistem matjeje, një fije krimbi mëndafshi peshon 1 denier, ndërsa një fije floku e njeriut peshon 40-50 denier. Pesha e fillit të fshikëzës së merimangës është 0,7 denier, dhe filli i varur është edhe më pak, 0,07 denier. Një fije e varur e gërshetuar rreth globit në ekuator do të peshonte vetëm rreth 340 gram.

Fortësia dhe vetitë tërheqëse të fijeve janë të rëndësishme për industrinë e tekstilit. Për të krahasuar fijet me trashësi të ndryshme, forca e tyre zakonisht shprehet në terma të rezistencës në tërheqje, domethënë në terma të ngarkesës së thyerjes së ndarë me denier. Forca në tërheqje shprehet kështu në gram për denier. Forca mesatare e thyerjes së fijeve të fshikëzës është 2,2 g/denier dhe ajo e fijes së varur është 7,8 g/denier. Zgjatja deri në momentin e këputjes arrin përkatësisht 46% dhe 31%.

Ndryshe nga filli i varur, filli i fshikëzës është relativisht i brishtë dhe kjo për shkak të qëllimit të tij. Ajo nuk duhet të përballojë streset e mëdha, detyra e saj është të krijojë guaskë mbrojtëse për vezët e fshikëzës. Për ta bërë këtë, merimanga gërsheton një fije me gjashtë shtresa nga një fije kaçurrelë. Çdo fije e fshikëzës përbëhet nga gjashtë rrjeta kokthi. Kjo guaskë rrjeti të kujton fillin e rëndë që u zhvillua në vitet e fundit për prodhimin e trikotazheve elastike nga fibra artificiale.

Fija spirale e rrjetës së kapjes, e cila formon një kurth ngjitës të rrjetës, është shumë elastike. Zgjerimi dhe tkurrja e tij janë plotësisht të kthyeshme dhe në këtë aspekt i ngjan gomës.

Një nga qëllimet e industrisë së materialeve sintetike është t'u sigurojë klientëve materiale me veti specifike. Pëlhura për të brendshme, për shembull, duhet të mbajë nxehtësinë dhe të thithë lagështinë, ndërsa kordoni i gomave ka nevojë për një pëlhurë shumë të fortë.

Zhvillimi i fibrave të proteinave artificiale është ende në fillimet e tij, sepse ne nuk jemi ende në gjendje të krijojmë zinxhirë të gjatë me një strukturë komplekse aminoacide. Sidoqoftë, mund të merrni një aminoacid dhe ta polimerizoni në zinxhirë të gjatë, të tillë si polialanina ose polialanina dhe metil glutamag, për të nxjerrë inde të mira prej tyre. Është gjithashtu e mundur të merren polimere me peshë të lartë molekulare me një sekuencë dipeptide të përsëritur, për shembull, ... glicina - alanina - glicina - alanina - glicina-alanina ...

Studimi i mëtejshëm i llojeve të ndryshme të rrjetave është mënyra që me siguri do të na ndihmojë në krijimin e fibrave proteinike artificiale.

P.S. Për çfarë tjetër po flasin shkencëtarët britanikë: që në të ardhmen, bazuar në një studim më të detajuar molekular të fillit të merimangës dhe materialeve të tjera natyrore, shkencëtarët do të jenë në gjendje të marrin gjëra të ndryshme ultra të dobishme për jetën tonë të përditshme, për shembull. , i rëndë
produkte të betonit të armuar të bëra nga polimere speciale ose diçka e tillë.

Pyetje budalla në shikim të parë: sigurisht, çeliku! thyhet me prekjen më të vogël të dorës dhe ura e çelikut mund të përballojë peshën e qindra makinave dhe kamionëve që kalojnë mbi të. Por rrjeta e merimangës përbëhet nga fije tepër të holla. Nëse tela prej çeliku do të ishte me të njëjtën trashësi të papërfillshme, rrjeta e kapjes prej saj nuk do të ishte në gjendje të mbante as peshën e merimangës së saj. Dhe një urë e ndërtuar nga rrjeta merimangash nuk do të ishte shembur nga një trafik më i ngarkuar - dhe në të njëjtën kohë do të ishte shumë më e lehtë se çeliku. Rrjeti i merimangës është një material unik që kombinon forcën e mahnitshme me elasticitetin. Deri më tani, njerëzimi nuk ka arritur ta riprodhojë atë.

Merimangat që thurin rruzull thurin rrjetat e tyre të kurthit sipas një plani të përcaktuar rreptësisht. Para së gjithash, ata ndërtojnë një kornizë në formën e shkronjës latine "Y" (1), pastaj e forcojnë atë me fije shtesë dhe, në fund, thurin një spirale ngjitëse për të kapur insektet.

Rrjeta e merimangës formohet si rezultat i ngurtësimit të një lëngu viskoz që lirohet nga vrimat në majë të rrjetave të merimangës.

Pse një merimangë nuk ngatërrohet në rrjetën e saj?

Rrjetat e merimangës janë struktura të mahnitshme. Merimanga rruzullore kërkon disa orë për të endur një rrjetë të madhe spirale dhe pothuajse çdo ditë kjo ndërtesë riparohet dhe përditësohet. E kapur në një rrjetë merimangash, nuk ka pothuajse asnjë shans për të dalë prej saj. Dhe merimangat e gjinisë Nephila (Nephila), të njohura gjithashtu si merimangat e bananeve ose pemëve gjigante, thurin rrjeta të mëdha në të cilat edhe zogjtë e vegjël mund të ngatërrohen. E endur nga fijet elastike të mëndafshta të rënda, një rrjetë e tillë nuk thyhet, por shtrihet vetëm nën peshën e viktimës. Përveç kësaj, fijet e rrjetës janë të mbuluara me një shtresë të hollë lëngu ngjitës që e mban insektin fort në rrjetë. Sa më dëshpërimisht të luftojë viktima për lirinë e tij, aq më shumë ngatërrohet në rrjetë. Merimanga, e ulur në qendër të rrjetës, kap dridhjet e rrjetës me këmbët e saj, zvarritet deri te gjahu dhe e vret atë me një pickim chelicera. Pronari i saj nuk ka frikë të ngatërrohet në rrjetën e tij: kur ndërtoi një rrjet, ai vendosi "shtigje" në të nga fijet jo ngjitëse. Vetëm këto shtigje përdoren nga merimanga, duke ecur përgjatë rrjetës së saj kurth.