林心小筑

超细蜘蛛丝的秘密,它给人类带来了什么?

据英国媒体报道,美国和巴西科学家日前宣布,他们成功地从巴西游走蛛的毒液中分解出名为“PnTx2-6”的化合物。将其制成药物,能对那些功能紊乱的男性患者有所帮助。这条消息使人们对相貌丑陋的蜘蛛产生了兴趣。

蜘蛛是地球上最古老的生物之一,早在迄今1.6亿年前形成的琥珀中就有它们祖先的身影。有3万多种蜘蛛至今仍活跃在地球上的每个角落,从地上到地下,从城市到乡村,从陆地到海洋,只要留意就能发现它们活动的踪迹。动物学家通过计算得知,每公顷森林中约有100万只蜘蛛,人烟罕至的原始森林的蜘蛛数量可能高达3亿只。

其实,神奇的蛛丝早就引起了科学家的关注。

将自然界中类似蛛丝的东西做比较,包括人类用高科技手段编织出的各种纤维织物在内,也许没有比蛛网中的丝更能表现出自然的优雅和高效了。美国著名分子生物学家詹迪·吉姆斯研究蛛丝20年,首次人工合成出具有蛛丝特征的纤维物质,成功制造出经久耐用、轻便柔韧的“太空绳”。

宇航员在进行舱外行走时需要一根既柔韧灵活、极富伸缩性,又坚固耐用,几乎不会磨损的超级绳索来固定,同时又必须毫不影响宇航员的身体动作。美国宇航局专家潜心攻关,实验了包括含有纳米材料的纤维在内的若干由不同纤维编织的绳索,都不能达到满意的效果,不得不求助于詹迪·吉姆斯,最后他研制的具备蛛丝特质的“太空绳”为美国宇航局解决了这个难题。

吉姆斯在蜘蛛研究领域中的里程碑发现,是他首先确定了蜘蛛腹部有六个分开长的丝腺分泌着各不相同的蛋白质溶液或粘液。这些溶液或粘液,在蜘蛛腹下喷丝头的压力作用下产生六种丝:其中柔细的一种含有蜘蛛卵粒,而稍粗结实的一种是专门用来包裹猎物的;其余四种则用来织网,这当中最有韧性的是牵引丝,蜘蛛用它来织网或行走。吉姆斯比喻说,假如能制造出一根铅笔粗的蛛丝,它就能够勾住在航空母舰上降落的战斗机,是同样粗细的合金钢缆强度的六倍。

另外,为了让所织蛛网的有效利用时间更长,蜘蛛会根据当时的温度、湿度选择不同喷丝口喷出不同的蛛丝。捕猎用的蛛丝像尼龙一样富有弹性,缠绕猎物后,其内部会形成缝隙,不仅可存留空气、保温性能良好,而且整张蜘蛛网就如同一个通风保险的冷藏箱,让不幸丧命的猎物即使在炎热的盛夏,一周之内也不会因变质而不能食用。

人类祖先早就知道蛛丝的强韧耐用,可织成完美有效的捕捞工具。至今波利尼西亚、汤加等太平洋岛国的居民仍在使用着这种原始工具捕鱼。因为获得一张这样的网比人工编织要方便多了,只需把特制渔网的模型木架放入有这种节肢动物聚集出没的森林里,用不了一个月,密密的蛛丝会把它包裹得严严实实,将其从模型上轻轻退下,就能变一张轻便实用的天然渔网。

兼具韧性和弹性的蛛丝的承受力是惊人的,专家实验证实,巴西亚马逊密林里的游走蛛蛛丝是同类中最强劲的,每一根细细的蛛丝可以经得住90克的拉力,它的承载强度是做防弹背心的纤维B的5倍。

因为蜘蛛有互相残食的习性,人工养殖蜘蛛几乎是不可能的。当科学家了解到蜘蛛丝是具有独特机械性能及良好生物学性能的纤维蛋白时,有人想到用转基因的方法获取蛛丝的原始物质,然后编织成丝,造福人类。

奈科西亚生物技术公司首席研究员雷蒙·特纳获悉吉姆斯和他的科研团队成功分离出了蜘蛛的基因后,他们冒出一个大胆的想法:将蜘蛛基因注射给山羊,让山羊产出能纺织成蛛丝的纤维蛋白。遗憾的是,用这种东西纺出的丝非常接近普通纤维,与蛛丝的特征相差甚远。经分析,问题就出在喷头上。也就是说,模拟蜘蛛怎样吐丝是最难办的事。

特纳说,蜘蛛在它的喷丝头里不知怎地就把粘液变成了扯不断的细丝——不湿也不脆,而且相当坚韧和富有弹性。这是科学家还无法解释的事。

细细蛛丝上隐藏的奥秘实在太多了。

近日科学家发现,蜘蛛吸食不同的食物就会编织不同形状的蛛网。如果给它们品尝一点遭投毒致死者的血液,它们就会编织出各种形状怪异的图案来。

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