新发现神奇蜘蛛丝如何制造.ppt

蜘蛛丝的强度和韧性是目前已知天然纤维中最高的。这种特性使得蜘蛛丝在医学和国防等领域中有着广泛的用途。不过在分子水平上人们对这种物质的认识还只停留在皮毛上。大多数 研究人员将关注点放在一种蜘蛛用于构建蜘蛛网框架的被称为“牵引丝”（dragline）的物质上。现在科学家们已经找到蜘蛛丝的强度和韧性是目前已知天然纤维中最高 的。这种特性使得蜘蛛丝在医学和国防等领域中有着广泛的用途。不过在分子水平上人们对这种物质的认识还只停留在皮毛上。大多数研究人员将关注点放在一种蜘蛛用于构建蜘蛛网 框架的被称为“牵引丝”（dragline）的物质上。现在科学家们已经找到了蜘蛛用于制造茧的主要蛋白质的基因。这个发现将有助于工程师们开发出人造蜘蛛丝。加州大 学河滨学院的博士后研究员杰西卡加尔布（JessicaGarb）表示，由于蜘蛛茧的特殊功能，使得其具有非常独特的用途。世界上已经发现的蜘蛛种类已经超过了37000 种，可能还有数千个品种没有发现。蜘蛛丝可帮助蜘蛛进行移动、捕捉猎物、存储食物和繁殖。蜘蛛的丝腺可制造出各种蛋白质并进行混合，针对不同用途生产出相应的丝。所有 的蜘蛛都有可提供生物指令用于制造不同蛋白质的丝基因。然而科学家们只从少数蜘蛛身上找到部分蜘蛛丝基因。加尔布和加州大学河滨学院的生物教授谢丽尔哈亚十（Cher ylHayashi），从12种圆网型蜘蛛身上分离出一种被称为TuSp1的蛋白质。这些蛋白质的基因序列显示出很强的类似性，即使在1.25亿年前就已经分化的蜘蛛身上 也是如此。这个发现也说明这些蜘蛛出现的是协同进化。加尔布称，一个基因序列的不同片段一般是相互独立地进化的，而协同进化意味着这些蜘蛛全部是一起进化的。科学家们 想了解不同类型蜘蛛丝的分子结构，以制造出可应用在医学和工业等不同领域的人造蜘蛛丝。这种应用包括，生产出人造腱和韧带、可分解钓鱼线、降落伞的绳索和防弹衣等。纽约美 国自然历史博物馆无脊椎动物馆的馆长沃德-惠勒（WardWheeler）表示，首先我们能真正知道蜘蛛丝是如何制造出来的，当我们能了解这种丝的构造时，我们才能谈论什 么是需要加强的而什么是需要抛弃的。每个蜘蛛都能制造出不同种类不同功能的丝。位于母蜘蛛腹部的管状腺吐出用于构造茧的蜘蛛丝，但不是所有的蜘蛛茧都是一样的。例如黑 寡妇蜘蛛编织的茧就像一个白色的毛戎戎的球，而其他的蜘蛛吐出的茧却是扁扁的。加尔布称，茧的丝蛋白与其他蛋白质不同，它似乎是只用于构造蜘蛛茧。虽然科学家们不知道 茧丝的机理，不过加尔布猜测只能是用于保护数千个蜘蛛卵。他认为一个可能的特性是它可阻止紫外线的辐射，这对以后生产人造蜘蛛丝会有所启发。更多的蜘蛛丝基因还有待去发现 。惠勒表示，经历了数亿年的生物进化过程，才有了今天我们所看到的数以千计的不同种类的蜘蛛。 * 赤磷 /zh/cas-7723-14-0.html *