Edderkoppespind er stærkt som stål: Nu ved vi hvorfor

Forskere har dissekeret edderkoppens silketråde og fundet ud af, at protein-strenge gør det fleksible spind stærkt som stål.

Forskere har undersøgt omkring 100 brown recluse-edderkopper, og fundet ud af, at silketrådens styrke sidder i særlige nanofibriller. (Foto: Stephen Salpukas © William & Mary)

Det er nemt at hive et edderkoppespind ned med støvkosten. Men faktisk er silketrådene utroligt stærke.

Forskere har dog haft svært ved at regne ud, hvordan edderkopper kan lave silketråde, der er så stærke.

Særligt fordi edderkoppers silketråde er stærke, men samtidig meget fleksible. Mange edderkoppe-arters tråde kan strækkes op til 30 procent før de springer.

Men nu har et forskerhold fra det amerikanske universitet William & Mary endelig fundet ud af, hvordan den stærke tråd fra arten ‘The brown recluse’ er bygget op - helt nede på molekyle niveau.

Arten har en silketråd, som er ligeså stærkt som stål. Det er den styrke, som man ser hos de fleste edderkopper.

Da forskerne kiggede nærmere på silketrådene fik de sig en overraskelse, for hidtil havde de troet, at silketråden var opbygget af én samlet masse.

Men edderkoppe-artens silketråd bestod af flere ‘kabler’ af proteiner, som lå side om side.

- Det viser sig, at fiberen er lavet af en masse nanofibriller. Hver nanofibril er en tynd tråd lavet af proteiner, som i diameter er mindre end en millionte-del af 2,5 centimeter, siger Hannes Schniepp, som er en af forskerne bag undersøgelsen, i en pressemeddelelse.

2500 nanofibriller giver styrke

For at arten kan lave én silketråd skal der bruges 2.500 nanofibriller. Og det er i de mange strenge, at vi finder styrken.

- Vi mener, at hemmeligheden bag brown recluse-edderkoppens silketråde stammer fra de individuelle nanofibriller, siger Hannes Scniepp i pressemeddelelsen.

Og det er første gang, at man kan konkludere, at styrken kommer fra nanofibriller. Forskere har tidligere haft på fornemmelsen, at nanofibriller fandtes i artens silketråd, men man har ikke haft teknologien til at bekræfte det før.

- Man har identificeret det før, men man vidste ikke, om tråden kun bestod af nanofibriller, og hvilken rolle de spillede i forhold til styrken, siger Thomas Hesselberg, som er lektor ved Oxford University. Han har i mere end 15 år studeret edderkopper.

Artens silke er helt speciel

Det er et meget særligt edderkoppespind, som forskerne har undersøgt.

Hos brown recluse-edderkoppen er silketråden nemlig formet som et smalt og fladt bånd istedet for cylinderformet, som man ser hos andre edderkoppe-arter.

Ved hjælp af metoden 'atomic force microscopy' har forskerne brugt en meget lille, skarp nål, der minder om en grammofon pick-up, til at undersøge silketråde fra omkring 100 edderkopper.

Forskerne bag undersøgelsen mener selv, at der er stor sandsynlighed for, at nanofibriller også er svaret på styrken hos andre arter.

- Forskerne konkluderer, at nanofibiller også er grundlaget for styrken hos andre edderkoppe-arter. Det er svært at sige, om de har ret, men det er i hvert fald grunden hos denne edderkoppe-art, siger Sebastian Frische, som er lektor ved Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet. Han har tidligere forsket i edderkoppesilkes mikrostruktur.

Thomas Hesselberg er optimistisk omkring, at forskningen måske giver os svar om andre arter.

- Det er første undersøgelse, hvor man ser, at tråden kun består af nanofibriller. Så hos andre arter, hvor man også ser nanofibriller, er det sandsynligt, at de også er årsagen til silkens styrke, siger Thomas Hesselberg.

Vi skal efterabe edderkopper

På grund af de utroligt stærke tråde overrasker det nok ikke, at forskere er meget interesserede i, hvordan edderkoppens silketråd får styrken.

- En forståelse af proportionerne på molekylær-niveau i artens silketråde giver ikke kun indsigt i en af naturens stærkeste materialer - det kan muligvis også give en retning til designet af syntetisk materiale, siger Hannes Schniepp i pressemeddelelsen.

Mennesket har allerede udviklet andet materiale, der er lige så stærkt, men da er det ofte mere hårdt og ikke lige så fleksibelt.

Hvis vi kan kopiere edderkoppernes stil, lukker det op for helt nye, innovative muligheder.

- Man har testet edderkoppespind som sytråd til kirurgi, hvor man også har brugt almindelig silke. Man har også testet at lave implantater af edderkoppe-proteiner, hvor man støber eksempelvis skruer til kirurgi, siger Sebastian Frischer og fortsætter.

- Det er jo et mere miljøvenligt materiale, fordi det ikke kræver avanceret kemi eller olie som råmateriale.

Facebook
Twitter