Studie specialisty z CONICET a jeho kolegů ukazuje, že síť „australské skákací pavoučice“ je zároveň velmi odolná a elastická. Tato práce byla publikována v časopise PNAS, oficiálním periodiku Národní akademie věd Spojených států.
Vyjímečné vlastnosti pavučin
Různé fyzikální a chemické procesy přispívají k síle, odolnosti, trvanlivosti a dalším pozoruhodným vlastnostem pavučin, což naznačuje, že jejich studium může přinést užitek při výrobě umělých vazivových tkání a šlach, inovativních padáků, odolných tkanin, lepších chirurgických stehů, nových stavebních materiálů a mnoha dalších průmyslových aplikací.
Podrobný popis pavučiny
Poprvé se specialistům z CONICET a jejich kolegům z Německa a Austrálie podařilo na fyzické a mikroskopické úrovni popsat typ pavučiny, kterou vytváří „pavouk skákací“ (Asianopis subrufa), žijící v Austrálii a na Novém Zélandu. Zjistili, že tato pavučina má inovativní a jedinečnou strukturu a vlastnosti, které dosud nebyly u žádného jiného druhu pavouka pozorovány.
Struktura a funkce pavučiny
„Novinkou naší studie je, že jsme dokázali porozumět funkci a struktuře vláken, která podporují lepivou pavučinu, nazývaná radii, u pavouka Asianopis subrufa. Tato vlákna jsou zpočátku velmi elastická a stávají se odolnějšími, jak jsou natahována. Toho je dosaženo díky složené struktuře vláken, která má jádro ze dvou silných viskoelastických vláken a obal z tenčích, rigidních vláken, která zvyšují odolnost vlákna s prodlužováním struktury,“ uvádí Martín Ramírez, jeden z autorů mezinárodní práce a výzkumník z CONICET v divizi arachnologie Muzea argentinských přírodních věd „Bernardino Rivadavia“ (MACN, CONICET) se sídlem v Buenos Aires.
Pavouk reguluje elasticitu těchto radií během jejich produkce, pohyby natažení a uvolnění zadními nohami. „Čím více cyklů je aplikováno, tím více smyček se hromadí na obalu a tím elastitější je vytvořené vlákno. Je zajímavé, že elasticita je vratná, tedy radii se vrací do své původní délky po uvolnění napětí. Až dosud jsou to jediní pavouci, kteří vytvářejí tento typ složených vláken,“ zdůrazňuje Ramírez.
Možnosti využití a inspirace pro nové materiály
Podle výzkumníků z CONICET a kolegů může být efekt pozorovaný na studované pavučině replikován v umělých vláknitých materiálech připevněním mikro nebo nanovláken k nataženým elastomerům, což by vedlo k vytvoření smyček při uvolnění elastomeru. „Tento přístup otevírá slibné perspektivy pro návrh nových materiálů. Mikroskopická struktura pavučin je neustále studována k inspiraci různých návrhů materiálů, ať už elastických, lepicích, rozkládacích nebo odolných,“ dodává.
Onoctšní lovec – pavouk Asianopis subrufa
Tělo pavouka Asianopis subrufa měří přibližně 25 milimetrů, ale nohy jsou dlouhé, dosahující celkově asi 6 centimetrů. Má dvě obrovské oči, které jsou velmi citlivé ve tmě a je nočním lovcem. Živí se různými hmyzem, jako jsou mravenci, brouci, cvrčci a také další pavouci. Jeho barva se pohybuje od žlutohnědé po narůžovělou nebo hnědou barvu a nepředstavuje nebezpečí pro lidi.
„Jako všichni pavouci rodiny Deinopidae, vytváří zvláštní lepivou síť, kterou drží mezi svými nohama. Má dvě strategie lovu: čelní útok, který je vizuálně řízen, spočívá v rychlém skoku s lepivou síťí na procházející hmyz. Zpětný útok, aktivovaný vibracemi v frekvenci hmyzího mávání, spočívá v expanze sítě nahoru a dozadu za účelem chycení létajícího hmyzu,“ vysvětluje Ramírez.
Biomimetičtí a průmyslové aplikace
Elastická a odolná vlákna pavučiny Asianopis subrufa jsou důležitá pro funkci lepivých sítí, „protože lovecké manévry těchto pavouků vyžadují velkou elasticitu, obratnost a odolnost,“ zdůrazňuje výzkumník. A dodává, že kromě příspěvků v oblastech ekologie, genetiky a evoluce může nová práce inspirovat průmyslové inovace skrze biomimetiku, vědu, která studuje strategie, tvary a procesy v přírodě za účelem řešení lidských problémů.
Mezinárodní ocenění za vědeckou fotografii
Mikroskopický snímek dvou výjimečných vláken hedvábí z australské skákací pavoučice, který pořídil Ramírez, v loňském prosinci vyhrál v soutěži Fotografování 2025 pořádané Královskou společností, nejstarší vědeckou společnosti ve Spojeném království, jejížmi členy byli Isaac Newton, Charles Darwin, Albert Einstein a mnoho dalších významných postav světové vědy.
Snímek nazvaný „Hypnotizující pavoučí vlákna“ byl pořízen pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a ukazuje přiblížený pohled na 0,05 milimetru dlouhá vlákna pavouka Asianopis subrufa.
„Když jsem pořizoval snímky vláken hedvábí na našem elektronovém mikroskopu v Muzeu argentinských přírodních věd, mezi desítkami snímků, které jsem v ten den pořídil (a stovkami při předchozích sezeních), jsem byl konfrontován se spektakulárními snímky dvou z těchto elastických radií, s jejich měkkým a hladkým jádrem a obalem smyček. Měl jsem pocit, že je to krásný, silný a hypnotizující snímek, který je zároveň plný biologického a fyzikálního významu, a chtěl jsem se o něj podělit. Je to veliká čest být vítězem této prestižní soutěže,“ uzavírá Ramírez, který má doktorát z biologických věd na UBA a absolvoval postdoktorandské studium v Americkém muzeu přírodní historie (AMNH) v New Yorku, Spojené státy.
Bibliografická reference:
Wolff J.O., Rößler D.C., Joel A.C. & Ramírez M.J. (2026) Behavioral tuning of spider silk thread stiffness circumvents biomaterial trade-offs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123 (5) e2529200123
