Οι δονήσεις των τροφίμων—Οι αράχνες είναι απόλυτοι βιρτουόζοι με τους ιστούς τους
Λίγα υλικά είναι τόσο συναρπαστικά όσο το μετάξι της αράχνης. Είναι ισχυρότερο από το ατσάλι, εύκαμπτο παρά εύθραυστο και αρκετά ελαφρύ για να επιπλέει στο αεράκι. Και οι δονήσεις στους ιστούς λένε στις αράχνες, των οποίων το όραμα δεν κερδίζει βραβεία, πότε κάτι νόστιμο έχει μπει λανθασμένα στα σπίτια τους - παγίδες. Αλλά το πώς οι ιδιότητες του μεταξιού της αράχνης τροφοδοτούν την ικανότητα των αραχνών να συλλέγουν πληροφορίες από τον ιστό δεν έχει διερευνηθεί τόσο βαθιά όσο νομίζετε. Πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών που ενδιαφέρονται για την εξέλιξη ενός τόσο ασυνήθιστου υλικού - και πώς να φτιάξουν ανθρωπογενείς εκδόσεις - εξέτασαν πώς διαδίδονται οι δονήσεις μέσω του μετάξι της αράχνης στο εργαστήριο. Διαπίστωσαν ότι το μετάξι μεταδίδει ένα τεράστιο εύρος δονήσεων, περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο γνωστό υλικό, και ότι οι αράχνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν τις διαφορετικές γεύσεις των κραδασμών για να συμπεράνουν τι συμβαίνει αλλού στους ιστούς τους.
Ο διπλός ρόλος του Silk τόσο ως τηλεγραφικό σύρμα όσο και ως δίχτυ σύλληψης τροφίμων παρουσιάζει ένα πιθανό εξελικτικό πρόβλημα:Αυτό που είναι καλό για έναν σκοπό μπορεί να μην είναι καλό για τον άλλο. Ένα μετάξι που δονείται ακριβώς για να στείλει μηνύματα, για παράδειγμα, μπορεί να σκιστεί όταν ένα έντομο εκτοξεύεται μέσα του, ενώ ένα πιο σκληρό μετάξι μπορεί να είναι χειρότερο για τη συλλογή πληροφοριών από αλλού στον Ιστό. Για να καταλάβουν πώς θα μπορούσε να εξελιχθεί αυτή η εξελικτική πράξη εξισορρόπησης, οι ερευνητές έβαλαν αράχνες να εκκρίνουν μεμονωμένες κλωστές από μετάξι, να τις τεντώσουν και να τις βομβάρδισαν με ηχητικά κύματα, ακόμη και με πλαστικές σφαίρες.
Χρησιμοποιώντας ένα δονόμετρο λέιζερ και μια κάμερα υψηλής ταχύτητας για να παρακολουθούν τα κύματα να διαδίδονται, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι υπήρχαν κρίσιμες διαφορές μεταξύ του τρόπου με τον οποίο το μετάξι της αράχνης αποκρίνεται στα εγκάρσια κύματα (αυτά που πηγαίνουν δίπλα-δίπλα, όπως μια χορδή κιθάρας) και τα διαμήκη κύματα (αυτά που πηγαίνουν κατά μήκος μιας κλωστής). Τα εγκάρσια κύματα μπορούν να προκληθούν από κάθε είδους διαταραχές, συμπεριλαμβανομένου του ανέμου και των αλλαγών στην τάση του ιστού, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να είναι χρήσιμα για μια αράχνη που αξιολογεί εάν ο ιστός έχει υποστεί ζημιά. Τα διαμήκη κύματα, αντίθετα, είναι λιγότερο ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της κατάστασης του ιστού, και επομένως θα ήταν καλύτερα για την ανίχνευση αλιευμένων θηραμάτων. Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι μια αράχνη που μαδάει ένα νήμα μπορεί να καταλάβει από τα διαμήκη κύματα που προκύπτουν πού βρίσκεται το γεύμα της. (Ακολουθεί βίντεο που τράβηξαν μια αράχνη «σχεδόν αμέσως» που εντοπίζει τη θέση του αρπαγμένου θηράματος και τρέχει γρήγορα για να το τυλίξει με μετάξι.)
Τα ευρήματά τους αποκαλύπτουν επίσης ότι τα διαμήκη κύματα στο μετάξι της αράχνης έχουν μεγαλύτερο εύρος ταχυτήτων από οποιοδήποτε άλλο υλικό που έχει καταγραφεί, υποδηλώνοντας μεγάλη ευελιξία στα είδη των μηνυμάτων που μπορούν να μεταδώσουν τα κύματα. Αυτό το εύρος κάνει τις δονήσεις εξαιρετικά συντονίσιμες:Οι αράχνες καθορίζουν τις ιδιότητες του νήματος με τον τρόπο που το περιστρέφουν και, στη συνέχεια, το τραβούν σε όποια αυστηρότητα επιθυμούν. Και όταν το μετάξι της αράχνης υγραίνεται κατά τη διάρκεια της νύχτας, συστέλλεται, παρέχοντας ένα είδος κουμπιού καθημερινής επαναφοράς που επιτρέπει στις αράχνες να το τεντώσουν ξανά σύμφωνα με τις προτιμήσεις τους την επόμενη μέρα. "Οι αράχνες μπορούν επομένως να επιλέξουν τον βαθμό στον οποίο τεντώνονται τα μετάξια", γράφουν οι ερευνητές, "επιτρέποντάς τους να διαμορφώσουν την ισορροπία μεταξύ μηχανικών και σηματοδοτικών ιδιοτήτων όπως απαιτείται."
Για τους ερευνητές που ενδιαφέρονται να κατασκευάσουν τεχνητά υλικά με την ευελιξία της λειτουργίας του μεταξιού αράχνης, αυτή είναι μια καλή εικόνα για μια σκληρή πράξη που πρέπει να ακολουθήσει. Για τους υπόλοιπους από εμάς, είναι μια ματιά σε έναν τρόπο ζωής όπου το σπίτι κάποιου είναι επίσης ένα είδος τεχνολογίας πληροφοριών, μια πραγματική κεραία που βουίζει με σήματα.
Η Veronique Greenwood είναι πρώην συγγραφέας προσωπικού στο Περιοδικό DISCOVER . Η δουλειά της εμφανίστηκε στο Scientific American, Popular Science και οι ιστότοποι του Χρόνος, Ο Ατλαντικός και The New Yorker. Ακολουθήστε την στο Twitter εδώ.
