Эффективность максимальна: паучьи клыки оказались необычайно мощными резаками
Когда мы думаем о пауках, первое, что приходит на ум, — это их способность плести сложную и прочную паутину. Но об их таланте резать собственный шёлк и, как оказалось, очень прочные синтетические волокна известно гораздо меньше.
Учёные, работающие на базе Университета Тренто, Италия, попыталась понять, как такое возможно. Результаты исследования опубликовали в журнале Advanced Science.
Учёные долгое время считали, что секрет способности эффективно и точно резать паутину лежит лишь в области химии: пауки вырабатывают фермент, чтобы растворять волокна собственного шёлка. Однако одного такого механизма недостаточно, чтобы объяснить скорость, с которой эти членистоногие проделывают такой трюк, особенно в мгновения опасности.
Профессор механики твёрдых тел Никола Пуньо признался, что они с соавтором Габриэле Греко затеяли исследование из чистой любознательности. Хотелось понять, как пауки справятся с чужеродными материалами. Они создали аналог паутины из синтетики подобной же толщины, для чего использовали углеродное волокно и кевларовые нити. А также по-прежнему актуальным оставался вопрос, как же пауки режут шёлк собственных паутин, ведь это очень прочный и чрезвычайно стойкий материал.
Так выяснилось, что химия в виде растворяющего фермента не может быть единственным объяснением. Действительно, кевлар и углеволокно никакой паучьей «сывороткой» не растворить. И тогда исследователи сосредоточились на механических свойствах паучьих клыков, для чего наблюдали за подопытными животными под сканирующим электронным микроскопом.
Оказалось, что секрет точного и эффективного реза кроется в строении клыков: существует функционально отличающийся интервал между последующими зазубринами, и расстояние это увеличивается, начиная от острия.

Разрезаемое волокно проскальзывает глубже к основанию клыка до тех пор, пока не зафиксируется на зазубренной кромке сопоставимого размера. Благодаря такой специфической геометрии точек соприкосновения усилие, необходимое для разрезания волокон, минимально, а эффективность резки — наоборот, отличается в наилучшую сторону.
Полученная информация о способностях пауков резать материалы с высокой вязкостью и прочностью теперь представляет не только пищу для научного любопытства. Так, Никола Пуньо считает, что новые знания помогут разработать более острые и производительные инструменты, например, для резки дерева, металла, камня, пищевых продуктов или волос.
Учёные, работающие на базе Университета Тренто, Италия, попыталась понять, как такое возможно. Результаты исследования опубликовали в журнале Advanced Science.
Учёные долгое время считали, что секрет способности эффективно и точно резать паутину лежит лишь в области химии: пауки вырабатывают фермент, чтобы растворять волокна собственного шёлка. Однако одного такого механизма недостаточно, чтобы объяснить скорость, с которой эти членистоногие проделывают такой трюк, особенно в мгновения опасности.
Профессор механики твёрдых тел Никола Пуньо признался, что они с соавтором Габриэле Греко затеяли исследование из чистой любознательности. Хотелось понять, как пауки справятся с чужеродными материалами. Они создали аналог паутины из синтетики подобной же толщины, для чего использовали углеродное волокно и кевларовые нити. А также по-прежнему актуальным оставался вопрос, как же пауки режут шёлк собственных паутин, ведь это очень прочный и чрезвычайно стойкий материал.
Так выяснилось, что химия в виде растворяющего фермента не может быть единственным объяснением. Действительно, кевлар и углеволокно никакой паучьей «сывороткой» не растворить. И тогда исследователи сосредоточились на механических свойствах паучьих клыков, для чего наблюдали за подопытными животными под сканирующим электронным микроскопом.
Оказалось, что секрет точного и эффективного реза кроется в строении клыков: существует функционально отличающийся интервал между последующими зазубринами, и расстояние это увеличивается, начиная от острия.

Разрезаемое волокно проскальзывает глубже к основанию клыка до тех пор, пока не зафиксируется на зазубренной кромке сопоставимого размера. Благодаря такой специфической геометрии точек соприкосновения усилие, необходимое для разрезания волокон, минимально, а эффективность резки — наоборот, отличается в наилучшую сторону.
Полученная информация о способностях пауков резать материалы с высокой вязкостью и прочностью теперь представляет не только пищу для научного любопытства. Так, Никола Пуньо считает, что новые знания помогут разработать более острые и производительные инструменты, например, для резки дерева, металла, камня, пищевых продуктов или волос.
- Дмитрий Ладыгин
- onlinelibrary.wiley.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Зачем врачи больше года закачивали киту вирусы прямо в легкие?
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованный эксперимент...