Spinnen zijn bekwame ingenieurs, begaafd met geweldige planningsvaardigheden en een materiaal waarmee ze nauwkeurig en functioneel web kunnen ontwerpen.
gerelateerde inhoud
- Vraag Smithsonian: Can Elephants Jump?
- Tientallen insecten en spinnen leven mogelijk in elke kamer van uw huis
- Vraag Smithsonian: hoe beïnvloeden kleuren onze stemming?
- Vraag Smithsonian: Wat is een sproet?
- Vraag Smithsonian: Hoe maak je een mummie?
Het materiaal - spinzijde - heeft chemische eigenschappen die het glanzend, sterk en licht maken. Het is sterker dan staal en heeft een indrukwekkende treksterkte, wat betekent dat het veel kan worden uitgerekt voordat het klikt. Wetenschappers proberen al tientallen jaren precies te decoderen wat de zijde zowel sterkte als elasticiteit geeft, maar tot nu toe hebben ze alleen aanwijzingen gevonden.
Elke individuele spin kan tot zeven verschillende soorten zijde maken, maar meestal vier tot vijf soorten, zegt Jonathan Coddington, directeur van het Global Genome Initiative en senior wetenschapper bij het Smithsonian's National Museum of Natural History.
Spinnen gebruiken hun zijde voor verschillende doeleinden, waaronder web-building. Die diversiteit is niet moeilijk voor te stellen, gezien het feit dat de aarde 45.449 soorten spinnen herbergt, volgens de World Spider Catalog. Het aantal verandert voortdurend met de frequente ontdekking van nieuwe soorten.
Waarom webs bouwen? Ze dienen als "vrijwel aanvallend en verdedigend", zegt Coddington. "Als je in een web gaat wonen, wordt het een verdedigingsstructuur, " zegt hij, en merkt op dat trillingen in de strengen de spinnen kunnen waarschuwen voor roofdieren. Webs worden ook gebruikt om prooien te vangen, zegt Coddington, wiens onderzoek zich gedeeltelijk heeft gericht op spinevolutie en taxonomie.
Soms eten spinnen hun eigen web als ze klaar zijn, als een manier om de zijde aan te vullen.
Spiderzijde is gemaakt van verbonden eiwitketens die het sterk maken, samen met niet-verbonden gebieden die het flexibiliteit geven. Het wordt geproduceerd in interne klieren, beweegt van een oplosbare vorm naar een verharde vorm en wordt vervolgens in vezels gesponnen door de spindoppen op de buik van de spin.
De meerdere spindoppen en acht poten van spinnen zijn handig voor het bouwen van websites. De architectuur van een web is erg soortspecifiek, zegt Coddington. "Als je me een web laat zien, kan ik je vertellen welke spin het heeft gemaakt, " zegt hij, eraan toevoegend dat spinnen "zijn eigenwijs" over waar ze een web zullen maken. Sommigen kunnen thuis zijn op de bodem van een papieren beker, terwijl anderen die ruimte niet zouden raken.
De meeste web-building gebeurt onder de dekking van de duisternis.
De typische bolweversspin (de groep die het meest bekend is bij Amerikanen) zal een plat bolweb bouwen, opgehangen door zeven scheerlijnen aan bladeren, twijgen, rotsen, telefoonpalen of andere oppervlakken. Hangend aan een blad of een ander object, moet de spin zijn zijde vanaf dat punt naar de andere oppervlakken brengen.
De spin begint met zijde uit een klier te trekken met zijn vierde been. De tegenoverliggende vierde poot wordt gebruikt om meerdere strengen zijde uit ongeveer 20 extra zijden klieren te trekken, waardoor een ballonachtige structuur ontstaat. De spin zit geduldig, wetende dat uiteindelijk een warme bries de ballon opneemt, die de eerste lijn zijde wegvoert.
Uiteindelijk blijft de achterblijvende zijden draad van de ballon haken - en, als een visser met een vis aan de lijn, kan de spin de slag voelen. Het trekt eraan om ervoor te zorgen dat de zijden draad echt is bevestigd, trekt vervolgens nieuwe zijde eruit en hecht de draad aan waar het ook op zit en begint de vastgeroeste draad op te pakken, zichzelf naar het eindpunt te trekken, terwijl hij ondertussen nieuwe zijde achterlaat het. Die nieuwe zijde is de eerste vlakke lijn. De spin kan dit 20 keer doen, waardoor een netwerk van droge (niet plakkerige) zijdelijnen ontstaat in alle richtingen.
De spin moet dan bepalen welke van die lijnen zeven goede bevestigingspunten vormen - ze moeten zich in een vlak bevinden en "nuttig verdeeld over de cirkel die het web zal bezetten", zegt Coddington. De spin snijdt de 13 lijnen weg die hij niet zal gebruiken. "Nu je de zeven bijlagen hebt die je nodig hebt, hoef je niet langer de grond, bladeren, twijgen, iets aan te raken ... je bent in je eigen, aantoonbaar solipsistische, wereld."
Dan begint de spin zijn web te draaien, een relatief eenvoudig en voorspelbaar proces. Het begint aan de buitenkant en baant zich een weg naar binnen, verbindt segment voor segment met zijn benen, creëert concentrische cirkels en eindigt met een centrale spiraal van kleverige zijde die de broodnodige prooi vangt - alle energie die wordt geïnvesteerd in het maken van het web raakt de eiwitvoorraden leeg.
Het plakkerige spul immobiliseert alleen de prooi. De coup de grâce komt uit de kaken van de spin. "De meeste spinnen vallen aan met hun tanden", zegt Coddington. "Ze waden gewoon in en bijten het ding dood." Dat is echter een riskante stelling, omdat de prooi misschien niet helemaal vastzit.
Enkele families van spinnen hebben een alternatieve vorm van aanstoot ontwikkeld: de aanval van kleverige zijde. Die spinnen leggen een streng kleverige zijde over de grond. Wanneer een insect kruist, waarschuwt de trilling de spin, die vervolgens aanvallen, vegen lijnen van plakkerige, sterke zijde rond het insect en wikkelt het tot het volledig is geïmmobiliseerd. De spin komt dan binnen voor de doodsbeet. Maar dit is meer een zeldzaamheid dan een regel in de spinnenwereld.
Veel onderzoekers bestuderen spinnengedrag en spinnenzijde in de hoop ooit het materiaal te kunnen bewerken of te repliceren met behulp van genetische manipulatie. De zijde kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de kracht van kogelvrije kleding te vergroten of om huidtransplantaties te maken. "Dat zou geweldig zijn voor de mensheid", zegt Coddington.
Momenteel wordt een handvol bedrijven geïnvesteerd in spinnenzijde, waaronder Ann Arbor, Kraig Biocraft Laboratories uit Michigan, een Zweeds biotechbedrijf, Spiber Technologies, en een Duits bedrijf, AMSilk, dat zegt dat het een eiwit heeft gemodificeerd dat vergelijkbaar is met spider zijde die momenteel wordt gebruikt in shampoos en andere cosmetica.
Het is jouw beurt aan Ask Smithsonian.
