هناك الكثير من الأسباب التي تجعلك تحب العناكب، ولكن إذا لم تتمكن من تحقيق السلام مع العناكب نفسها، ففكر على الأقل في عمل استثناء لحريرها، وبصرف النظر عن اصطياد البعوض والحشرات المزعجة الأخرى، فإن حرير العنكبوت يزخر بقدرات مذهلة، ويرغب البشر في تقليدها، وبعد قرون من محاولة استغلال سحر شبكة العنكبوت، يبدأ العلماء أخيرًا في كشف بعض أسرارها الواعدة، وفيما يلي نظرة فاحصة على ما يجعل شبكة العنكبوت مذهلة للغاية.
1- شبكة العنكبوت أقوى من الفولاذ بالوزن :
شبكة العنكبوت أخف من القطن وأرق بما يصل إلى 1000 مرة من شعر الإنسان، ومع ذلك، فهو قوي بشكل لا يصدق لمثل هذه المادة الناعمة وهذه القوة الضخمة أمر حيوي للعناكب، التي تحتاج إلى حريرها لتحمل مجموعة من القوى المدمرة، من الخفقان المحموم للحشرات المحاصرة إلى الانفجارات القوية للرياح والأمطار، ومع ذلك، بالنسبة للحيوانات من حجمنا، يصعب فهم القوة النسبية لشبكة العنكبوت ما لم نضعها في إطار مصطلحات مألوفة.
2- شبكة العنكبوت متنوعة بشكل مدهش :
على عكس الحشرات التي تصنع الحرير، والتي تميل إلى إنتاج نوع واحد فقط من الحرير، تصنع العناكب العديد من الأصناف، كل منها متخصص في مجموعة الأغراض الخاصة به ولا أحد متأكد من عدد الأنواع الموجودة، لكن الباحثين حددوا عدة فئات أساسية من شبكات العنكبوت، كل منها ينتج بواسطة غدة حرير مختلفة.
ويمكن للعنكبوت الفردي أن يصنع ما لا يقل عن ثلاثة أو أربعة أنواع من الحرير، ويمكن لبعض النساجين أن يصنعوا سبعة أنواع معروفة من غدد الحرير، وكل نوع يستخدم لسبب ما، فمنها ينتج حريرًا ممزقًا، لتغليف الفريسة وتثبيتها، ومنها من ينتج قطرات من "الصمغ" للجزء الخارجي من الحرير اللزج، ويتم انتاج الحرير الأكثر صلابة لأكياس البيض الواقية.
3- تصنع العناكب الطائرات الورقية المصنوعة من الحرير :
يوفر الحرير للعناكب مجموعة واسعة من خيارات السكن، بدءًا من الشبكات الحلزونية الشهيرة إلى الأنابيب والممرات والأبواب المصيدة وشبكات على شكل غواصات، وتم بناء هذا الأخير في الغالب بواسطة أنواع شبه مائية مثل عنكبوت بوب مارلي الذي يسكن الشاطئ، والذي يستولى غرف الهواء لركوب المد العالي، ولكن هناك نوعًا واحدًا معروفًا وهو عنكبوت الجرس الغطس الذي يقضي حياته بأكملها تقريبًا تحت الماء كما إنه يترك غرفة الهواء الخاصة به فقط للاستيلاء على الفريسة أو تجديد إمدادات الهواء، ولكن حتى هذا لا يحدث كثيرًا، لأن فقاعة الحرير يمكن أن تسحب الأكسجين الذائب من الماء بالخارج.
4- ينتقل الحرير من سائل إلى صلب حيث يترك جسم العنكبوت :
تحتوي الغدد الحريرية على سائل يعرف باسم "مخدر الغزل" مع بروتينات مرتبة في محلول بلوري سائل وينتقل هذا عبر أنابيب صغيرة من غدة الحرير إلى المغزل، حيث تبدأ البروتينات في محاذاة وتصلب المنشطات جزئيًا ويمكن أن يؤدي السائل من غدد حرير متعددة إلى نفس المغزل، مما يسمح للعنكبوت بصنع الحرير بخصائص محددة لمهمة معينة، وفقًا لكلية الكيمياء بجامعة بريستول.
وعندما يغادر المغزل، يكون المخدر السائل عبارة عن حرير صلب ولا تأتي خصائص حرير العنكبوت من البروتينات فحسب، بل تأتي أيضًا من الطريقة التي يدور بها العنكبوت، وكلها تنتج خيوطًا رفيعة للغاية تمشطها العناكب بشعيرات أرجل متخصصة في ألياف صوفية واحدة وبدلاً من الصمغ، يبدو أن الألياف النانوية من هذا الحرير تصيد الفريسة من خلال دمجها بطبقة شمعية على جسم الحشرة.
5- بعض العناكب تحل محل شبكاتها يوميًا، لكنها تعيد تدوير الحرير :
تميل العناكب إلى بناء شبكاتهم المميزة في مناطق مفتوحة نسبيًا، مما يعزز فرصهم في اصطياد الفريسة وفرصهم في الحفاظ على تلف الويب، وغالبًا ما تحل هذه العناكب محل شبكته كل يوم، وأحيانًا حتى لو كانت تبدو جيدة تمامًا، قبل قضاء أمسياتها في انتظار الفريسة وقد يبدو هذا مضيعة للهدر، لاسيما بالنظر إلى جميع عناكب البروتين التي يجب أن تستخدمها لإنتاج الحرير في المقام الأول.
ومع ذلك، حتى إذا فشل العنكبوت في التقاط أي حشرات بين عشية وضحاها، فإنه لا يزال يحتوي عادة على ما يكفي من بروتينات الحرير لكسر تلك الشبكة وبناء واحدة جديدة في الليلة التالية وهذا لأن العنكبوت يأكل الحرير لأنه يزيل النسيج القديم، ويعيد تدوير البروتينات في محاولته التالية.
6- تتناغم العناكب وتنتف حريرها مثل الغيتار :
يعرف أي شخص شاهد عنكبوتًا في شبكته أنها تولي اهتمامًا وثيقًا حتى للاهتزازات الطفيفة، والتي قد تشير إلى فريسة محاصرة، ومع ذلك، وجد العلماء في السنوات الأخيرة أن هذا الأمر أكثر تعقيدًا مما يبدو وعند مقارنته بالمواد الأخرى، يمكن ضبط حرير العنكبوت بشكل فريد مع مجموعة واسعة من التوافقيات، وأن العناكب "تضبط" حريرها مثل الجيتار، وتقوم بتعديل خصائصها المتأصلة.
بالإضافة إلى التوترات والوصلات في شبكاتها ثم تسمح الأعضاء الموجودة على أرجل العناكب بالشعور بذبذبات نانومترية في الحرير، والتي تنقل معلومات مفصلة بشكل مدهش حول مواضيع متعددة، وصوت الحرير يمكن أن يخبرهم عن نوع الوجبة المتشابكة في شبكتها و بشأن نوايا رفيقهم المحتمل ونوعيته فيمكن للعنكبوت أيضًا تقييم حالة شبكته، وبصرف النظر عن إلقاء المزيد من الضوء على القوى المذهلة للعناكب، يحرص العلماء أيضًا على التعلم من مادة تجمع بين المتانة الشديدة والقدرة على نقل البيانات التفصيلية.
7- يبدو أن بعض خيوط العنكبوت لها خصائص مضادة للميكروبات :
هذا النوع من الاهتمام ليس جديدًا، حيث كان البشر يختارون شبكة العنكبوت لآلاف السنين، ولطالما اعتمد الصيادون البولينيزيون على صلابتها لمساعدتهم على صيد الأسماك، وهي طريقة لا تزال مستخدمة في بعض الأماكن، واستخدم الجنود اليونانيون والرومانيون أنسجة العنكبوت لمنع الجروح من النزيف، بينما عالج الناس في جبال الكاربات الجروح بأنابيب الحرير لعناكب اليشب.
ومن المحتمل أن تكون قوتها ومرونتها مناسبة تمامًا لتغطية الجروح، ولكن يُعتقد أن حرير العنكبوت له خصائص مطهرة أيضًا، وفي دراسة أجريت عام 2012 ، كشف الباحثون بكتيريا موجبة لحرير عنكبوت المنزل الشائع وأن الحرير يعيق نمو البكتيريا، ولكن التأثير مؤقتًا، مما يشير إلى أن العامل النشط مقاوم للجراثيم وليس مبيدًا للجراثيم، مما يعني أنه يوقف نمو البكتيريا دون قتلها بالضرورة.
8- اقترب عصر ذهبي لحرير العنكبوت :
على الرغم من افتتان الكثيرون بشبكة العنكبوت، كافح البشر أيضًا لتسخير قواها على نطاق أوسع ولقد واجهتنا مشكلة في تربية العناكب مثلما نفعل مع ديدان القز، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الطبيعة الإقليمية وأحيانًا آكلي لحوم البشر لصانعيها، وبسبب صفاء حريرها، يمكن أن يستغرق إنتاج ياردة مربعة من القماش 400 عنكبوت، فعلى سبيل المثال لصنع رداء حرير العنكبوت قضى فريق مكون من 80 شخصًا ثماني سنوات في جمع الحرير من 1.2 مليون عنكبوت ذهبي بري في مدغشقر.
والبديل لزراعة العنكبوت هو صنع حرير عنكبوت صناعي، والذي قد يكون خيارًا أفضل على أي حال، سواء بالنسبة لنا أو للعناكب، ومع ذلك، كان هذا بعيد المنال أيضًا، حتى تم استنساخ جين حرير العنكبوت لأول مرة في عام 1990، وهذا سمح للباحثين بإضافته إلى كائنات أخرى قد تكون أكثر قدرة على إنتاج الحرير بكميات كبيرة ومنذ ذلك الحين، تمت هندسة مجموعة متنوعة من المخلوقات وراثيًا لصنع بروتينات حرير العنكبوت، بما في ذلك النباتات والبكتيريا ودود القز وحتى الماعز
