Ученые раскрыли секрет паучьих клыков
Новое исследование показало, за счет чего хелицеры — ротовые придатки пауков, часть из которых иногда называют «клыками» — способны разрезать паутину и другие прочные волокна, такие как карбоновые и кевларовые нити.
Паутина — один из прочнейших природных материалов. Предельное напряжение на разрыв каркасной нити паука Araneus diadematus составляет 1,1-2,7 гигапаскаля. Для сравнения: предел прочности стали — 0,4-1,5 гигапаскаля, а человеческого волоса — 0,25 гигапаскаля.
Тем не менее сами пауки легко перерезают паутину, когда обращаются с добычей. Ученые ранее связывали эту способность с химией: считалось, что пауки вырабатывают особый фермент, растворяющий волокна. Однако такой механизм не позволяет объяснить скорость, с которой пауки справляются с паутиной, например, в случае опасности.
Раскрыть загадку взялась группа специалистов в области биотехнологий и биоинженерии из Швеции и Италии. В работе, статью о котором опубликовал журнал Advanced Science, они изучили пауков и сделанные ими разрезы с помощью сканирующего электронного микроскопа.
Также исследователи провели серию экспериментов с пауками видов Nuctenea umbratica и Steatoda triangulosa. Подопытные взаимодействовали не только с собственной паутиной, но и с аналогами, изготовленными учеными из синтетических волокон — нитей из углеродного волокна и кевлара. Последний используют для армирования медных и волоконно-оптических кабелей, а также при изготовлении бронежилетов.
В итоге ученые установили, что секрет умения быстро и эффективно рассекать прочнейшие нити кроется в морфологии паучьих хелицер. Оказалось, они покрыты зубцами с «функционально градуированным расстоянием» друг между другом, которое увеличивается от корня клыка к кончику.
За счет такого строения попавшие в хелицеры волокна соскальзывают по зубчатому краю, пока не упрутся в зазубрину сопоставимого размера. Благодаря этой особой геометрии точки контакта усилие, необходимое для рассечения волокна, становится минимальным, а сам процесс разрезания — максимально эффективным.
По словам ученых, их исследование не только помогает лучше понять, что обеспечивает эффективность паучьих клыков, но открывает интересные перспективы в других областях. Возможно, результаты позволят усовершенствовать существующие механизмы разрезания высокопрочных материалов и создать новые инструменты для этого.
Ранее исследователи из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония) выяснили, что невероятно прочной паутину делает специфическая конформация домена белка.
В другой работе ученые предложили изготавливать из паучьего шелка линзы для биологических систем визуализации.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Долгое время считалось, что люди, которые увлечены просмотром видео для взрослых, чаще жалуются на симптомы депрессии. Однако новое лонгитюдное исследование с участием почти 3000 человек показало: эта связь значительнее сложнее, чем предполагали.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии