Spindelsilke är naturens mirakelfiber

Spindelsilke är en av de mest mirakulösa naturliga ämnena på jorden. De flesta byggnadsmaterial är antingen starka eller elastiska, men spindelsilke är båda. Det har beskrivits som starkare än stål (som inte är riktigt exakt men nära), mer ogenomträngligt än Kevlar och sträckare än nylon. Den tål mycket belastning innan den bryts, vilket är själva definitionen av ett tufft material. Spindelsilke leder också värme och är känt för att ha antibiotiska egenskaper.

Alla spindlar producerar siden

Alla spindlar producerar siden, från den minsta hoppande spindeln till den största taranteln. En spindel har speciella strukturer som kallas spinnerets i slutet av buken. Du har förmodligen sett en spindel bygga en web, eller rappelling från en sidentråd. Spindeln använder bakbenen för att dra silksträngen från spindlarna, lite för lite.

Spindelsilke är gjord av protein

Men vad är spindelsilke, exakt? Spindelsilke är en fiberfiber, producerad av en körtel i spindelns buk. Körteln lagrar silkeprotein i flytande form, vilket inte är särskilt användbart för att bygga strukturer som banor. När spindeln behöver silke passerar det flytande proteinet genom en kanal där den får ett surt bad. När pH-värdet för silkeproteinet sänks (eftersom det surgörs) förändrar det strukturen. Rörelsen av att dra silken från spinndonen sätter spänningen på ämnet, vilket hjälper det att härda till ett fast ämne när det dyker upp.

Strukturellt består silke av skikt av amorfa och kristallina proteiner. De fastare proteinkristallerna ger siden sin styrka, medan det mjukare, formlösa proteinet ger elasticitet. Protein är en naturligt förekommande polymer (i detta fall en kedja av aminosyror). Spindelsilke, keratin och kollagen är alla bildade av protein.

Spindlar kommer ofta att återvinna värdefulla silkeproteiner genom att äta sina banor. Forskare har märkt silkeproteiner med hjälp av radioaktiva markörer och undersökt nytt siden för att bestämma hur effektivt spindlar upparbetar siden. Det är anmärkningsvärt att de har hittat spindlar som kan konsumera och återanvända silkeproteiner på 30 minuter. Det är ett fantastiskt återvinningssystem!

Detta mångsidiga material kan ha obegränsade tillämpningar, men skörd av spindelsilke är inte särskilt praktiskt i stor skala. Att producera ett syntetiskt material med egenskaperna hos spindelsilke har länge varit den heliga gral för vetenskaplig forskning. 

8 sätt spindlar använder siden

Forskare har studerat spindelsilke i århundraden och lärt sig ganska mycket om hur spindelsilke tillverkas och används. Vissa spindlar kan faktiskt producera 6 eller 7 typer av siden med olika sidenkörtlar. När spindeln väver en sidentråd, kan den kombinera dessa olika sorters silke för att producera specialfibrer för olika ändamål. Ibland behöver spindeln en klibbigare silksträng, och andra gånger behöver den en starkare.

Som du kanske föreställer dig, använder spindlar sin silkeproducerande kompetens. När vi tänker på spindlar som snurrar siden, tänker vi vanligtvis på dem som bygger banor. Men spindlar använder siden för många ändamål. 

1. Spindlar Använd silke för att fånga rov

Den mest kända användningen av silke av spindlar är för att konstruera banor, som de använder för att fånga byte. Vissa spindlar, som orbvävare, konstruerar cirkulära banor med klibbiga trådar för att hålla fast flygande insekter. Handväskespindlar använder en innovativ design. De snurrar ett upprätt silkeslang och gömmer sig inuti det. När ett insekt landar på utsidan av röret, klipper spindelvävspindeln silket och drar insektet inuti. De flesta nätvävande spindlar har dåligt syn, så de känner byte på nätet genom att känna för vibrationer som reser över silksträngarna. En ny studie visade att spindelsilke kan vibrera vid ett brett spektrum av frekvenser, vilket gör att spindeln kan känna rörelser "så små som hundra nanometer-1/1000 bredden på ett mänskligt hår."

Men det är inte det enda sättet att spindlar använder silke för att fånga måltider. Bolasspindeln snurrar till exempel ett slags fiske av silke - en lång tråd med en klibbig boll i slutet. När ett insekt går förbi slänger bolasspindeln linjen vid rovet och drar i sin fångst. Nätgjutningsspindlar snurrar en liten bana, formad som ett litet nät, och håller den mellan deras fötter. När ett insekt närmar sig, kastar spindeln sitt sidenät och fäster rovet.

2. Spiders User Silk to Subdue Prey

Vissa spindlar, som spindelnätspindlar, använder siden för att dämpa sitt rov helt. Har du någonsin sett en spindel ta en fluga eller en mal och snabbt linda den i siden som en mamma? Spindelnät-spindlar har speciella setéer på fötterna, vilket gör att de kan vinda fast klibbigt siden runt ett kämpande insekt. 

3. Spindlar Använd silke för att resa

Alla som läste Charlotte's Web som barn kommer att bli bekant med detta spindelbeteende, känt som ballooning. Unga spindlar (kallade spindlar) sprids snart efter att de kom ut från deras äggsäck. I vissa arter kommer spindeln att klättra på en utsatt yta, höja buken och kasta en sidentråd i vinden. När luftströmmen drar i silksträngen blir spindeln luftburen och kan transporteras i miles.