Spinzijde is de wondervezel van de natuur

Spinzijde is sterk, maar buigzaam. Getty Images/Alle foto's van Canada/Mike Grandmaison

Spinzijde is een van de meest wonderbaarlijke natuurlijke stoffen op aarde. De meeste bouwmaterialen zijn sterk of elastisch, maar spinrag is beide. Het is beschreven als sterker dan staal (wat niet helemaal nauwkeurig is, maar komt in de buurt), ondoordringbaarder dan Kevlar en rekbaarder dan nylon. Het is bestand tegen veel belasting voordat het breekt, wat de definitie is van een taai materiaal. Spinzijde geleidt ook warmte en staat bekend om zijn antibiotische eigenschappen.

Alle spinnen produceren zijde

Alle spinnen produceren zijde, van de kleinste springende spin naar de grootste tarantula . Een spin heeft speciale structuren die spindoppen worden genoemd aan het einde van zijn achterlijf. Je hebt waarschijnlijk een spin een web zien maken of abseilen van een zijden draad. De spin trekt met zijn achterpoten de streng zijde van zijn spintepels, beetje bij beetje.

Spinzijde is gemaakt van proteïne

Maar wat is spinnenzijde precies? Spinzijde is een vezel van eiwit, geproduceerd door een klier in de buik van de spin. De klier slaat zijde-eiwit op in vloeibare vorm, wat niet bijzonder nuttig is voor het bouwen van structuren zoals webben. Wanneer de spin zijde nodig heeft, gaat het vloeibaar gemaakte eiwit door een kanaal waar het een zuurbad krijgt. als de pH van het zijde-eiwit wordt verlaagd (omdat het wordt aangezuurd), verandert het de structuur. De beweging van het trekken van de zijde van de spindoppen zet spanning op de substantie, waardoor het uithardt tot een vaste stof wanneer het tevoorschijn komt.

Structureel bestaat zijde uit lagen van amorfe en kristallijne eiwitten. De stevigere eiwitkristallen geven zijde zijn kracht, terwijl het zachtere, vormloze eiwit zorgt voor elasticiteit. Eiwit is een natuurlijk voorkomend polymeer (in dit geval een keten van aminozuren ). Spinzijde, keratine en collageen zijn allemaal gevormd uit eiwitten.

Spinnen zullen vaak waardevolle zijde-eiwitten recyclen door hun webben op te eten. Wetenschappers hebben zijdeproteïnen gelabeld met behulp van radioactieve markers en nieuwe zijde onderzocht om te bepalen hoe efficiënt spinnen de zijde opnieuw verwerken. Opmerkelijk is dat ze hebben ontdekt dat spinnen in 30 minuten zijde-eiwitten kunnen consumeren en hergebruiken. Dat is een geweldig recyclingsysteem!

Dit veelzijdige materiaal kan onbeperkte toepassingen hebben, maar het oogsten van spinnenzijde is op grote schaal niet erg praktisch. Het produceren van een synthetisch materiaal met de eigenschappen van spinnenzijde is lange tijd de heilige graal van wetenschappelijk onderzoek geweest.

8 manieren waarop spinnen zijde gebruiken

Wetenschappers hebben eeuwenlang spinzijde bestudeerd en hebben behoorlijk wat geleerd over hoe spinzijde wordt gemaakt en gebruikt. Sommige spinnen kunnen zelfs 6 of 7 soorten zijde produceren met behulp van verschillende zijdeklieren. Wanneer de spin een zijden draad weeft, kan hij deze verschillende soorten zijde combineren om gespecialiseerde vezels voor verschillende doeleinden te produceren. Soms heeft de spin een kleverige zijden draad nodig, en andere keren heeft hij een sterkere nodig.

Zoals je je misschien kunt voorstellen, maken spinnen goed gebruik van hun zijdeproducerende vaardigheden. Als we denken aan spinnen die zijde spinnen, denken we meestal aan het bouwen van webben. Maar spinnen gebruiken zijde voor veel doeleinden.

1. Spinnen gebruiken zijde om prooien te vangen

Het bekendste gebruik van zijde door spinnen is het maken van webben, die ze gebruiken om prooien te verstrikken. Sommige spinnen, zoals bolwevers , maak cirkelvormige webben met kleverige draden om vliegende insecten te vangen. Purse web spiders gebruiken een innovatief ontwerp. Ze spinnen een rechtopstaande zijden buis en verstoppen zich erin. Wanneer een insect aan de buitenkant van de buis landt, snijdt de portemonneewebspin de zijde door en trekt het insect naar binnen. De meeste webwevende spinnen hebben een slecht gezichtsvermogen, dus ze voelen een prooi in het web door trillingen te voelen die over de zijden draden reizen. Een recente studie toonde aan dat spinrag kan trillen op een breed scala aan frequenties , waardoor de spin bewegingen kan waarnemen 'zo klein als honderd nanometer - 1/1000 de breedte van een mensenhaar'.

Maar dat is niet de enige manier waarop spinnen zijde gebruiken om maaltijden te vangen. De bolaspin bijvoorbeeld spint een soort vislijn van zijde, een lange draad met aan het uiteinde een kleverige bal. Wanneer een insect voorbij komt, gooit de bolaspin de lijn naar de prooi en haalt zijn vangst binnen. Net-casting spinnen spinnen een klein web, in de vorm van een klein net, en houden het tussen hun voeten. Wanneer een insect in de buurt komt, gooit de spin zijn zijden net en verstrikt de prooi.

2. Spinnen gebruiken zijde om prooi te onderwerpen

Sommige spinnen, zoals spinnenweb spinnen , zijde gebruiken om hun prooi volledig te onderwerpen. Heb je ooit een spin een vlieg of mot zien grijpen en hem snel in zijde wikkelen als een mummie? Spinnewebspinnen hebben speciale setae aan hun voeten, waarmee ze kleverige zijde strak om een ​​worstelend insect kunnen winden.

3. Spinnen gebruiken zijde om te reizen

Iedereen die leest Charlotte's web als kind al bekend zal zijn met dit spinnengedrag, ook wel ballonvaren genoemd. Jonge spinnen (spiders genaamd) verspreiden zich snel nadat ze uit hun eierzak zijn gekomen. Bij sommige soorten zal het spinnetje op een onbedekt oppervlak klimmen, zijn achterlijf optillen en een zijden draad in de wind werpen. Terwijl de luchtstroom aan de zijden draad trekt, komt de spin in de lucht en kan ze kilometers ver worden gedragen.

4. Spinnen gebruiken zijde om te voorkomen dat ze vallen

Wie is er niet opgeschrikt door een spin die plotseling op een zijden draad neerdaalt? Spinnen laten gewoonlijk een spoor van zijden lijn, bekend als een dragline, achter zich terwijl ze een gebied verkennen. De zijden veiligheidslijn zorgt ervoor dat de spin niet ongecontroleerd valt. Ook spinnen gebruiken de dragline om gecontroleerd af te dalen. Als de spin beneden problemen vindt, kan hij snel de lijn in veiligheid brengen.

5. Spinnen gebruiken zijde om te voorkomen dat ze verdwalen

Spinnen kunnen ook de dragline gebruiken om hun weg naar huis te vinden. Als een spin te ver van zijn schuilplaats of hol afdwaalt, kan hij de zijdelijn terug naar zijn huis volgen.

6. Spinnen gebruiken zijde om onderdak te zoeken

Veel spinnen gebruiken zijde om een ​​schuilplaats of toevluchtsoord te bouwen of te versterken. Beide vogelspinnen en wolfspinnen graaf holen in de grond en bekleed hun huizen met zijde. Sommige webspinnen bouwen speciale toevluchtsoorden binnen of naast hun web. Trechterweverspinnen spinnen bijvoorbeeld een kegelvormig toevluchtsoord in één kant van hun web, waar ze verborgen kunnen blijven voor zowel prooien als roofdieren.

7. Spinnen gebruiken zijde om te paren

Voor het paren moet een mannelijke spin zijn sperma voorbereiden en klaarmaken. Mannetjes spinnen spinnen zijde en construeren kleine spermawebben, speciaal voor dit doel. Hij brengt sperma over van zijn genitale opening naar het speciale web en pakt het sperma vervolgens op met zijn pedipalpen. Met zijn sperma veilig opgeslagen in zijn pedipalpen, kan hij zoeken naar een ontvankelijk vrouwtje.

8. Spinnen gebruiken zijde om hun nakomelingen te beschermen

Vrouwelijke spinnen produceren bijzonder taaie zijde om eierzakken te maken. Vervolgens legt ze haar eieren in de zak, waar ze worden beschermd tegen het weer en potentiële roofdieren als ze ontwikkelen en uitkomen in kleine spinnetjes . De meeste moederspinnen bevestigen de eierzak aan een oppervlak, vaak in de buurt van haar web. Wolfspinnen nemen geen risico en dragen de eierzak rond totdat de nakomelingen tevoorschijn komen.

_bronnen:

• _{Borror en Delong's inleiding tot de studie van insecten , 7e editie, door Charles A. Triplehorn en Norman F. Johnson.}
• _{Encyclopedie van de entomologie , 2e druk, onder redactie van John L. Capinera.}
• _{ASU-wetenschappers ontrafelen de mysteries van spinnenzijde , Arizona State University, 27 januari 2013.}
• _{Ingenieur van de staat Iowa ontdekt dat spinzijde zowel warmte als metalen geleidt , Iowa State University, 5 maart 2012.}
• _{Het verlagen van de pH reguleert de productie van spinnenzijde , Zweedse Universiteit voor Landbouwwetenschappen, 12 mei 2010.}
• _{Stanford-onderzoeker werpt nieuw licht op de mysteries van spinnenzijde , Stanford University, 4 februari 2013.}
• _{Bugs regel! Inleiding tot de wereld van insecten , door Whitney Cranshaw en Richard Redak.}
• _{Spinnen, Smithsonian National Museum of Natural History website.}
• _{Spinnen luisteren naar hun web , door Carrie Arnold, National Geographic-website, 5 juni 2014.}
• _{Net-casting spinnen , website van het Australisch Museum.}
• _{Portemonneewebspinnen , Entomologie-website van de Universiteit van Kentucky.}