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 Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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