I ragni sono ingegneri abili, dotati di incredibili capacità di pianificazione e di un materiale che consente loro di progettare con precisione nastri rigorosi e funzionali.
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Il materiale - la seta del ragno - ha proprietà chimiche che lo rendono brillante, forte e leggero. È più forte dell'acciaio e ha un'impressionante resistenza alla trazione, il che significa che può essere allungato molto prima di scattare. Gli scienziati hanno cercato per decenni di decodificare esattamente ciò che dà alla seta forza ed elasticità, ma finora hanno trovato solo indizi.
Ogni singolo ragno può creare fino a sette diversi tipi di seta, ma in genere ne fa da quattro a cinque tipi, afferma Jonathan Coddington, direttore della Global Genome Initiative e scienziato senior presso il National Museum of Natural History di Smithsonian.
I ragni usano la loro seta per diversi scopi, incluso il web building. Quella diversità non è difficile da immaginare, dato che la Terra ospita 45.749 specie di ragni, secondo il World Spider Catalog. Il numero cambia costantemente con la frequente scoperta di nuove specie.
Perché costruire reti? Servono da "praticamente offesa e difesa", afferma Coddington. "Se vivrai in una rete, sarà una struttura difensiva", afferma, osservando che le vibrazioni nei fili possono allertare i ragni verso i predatori. Le ragnatele vengono anche utilizzate per catturare le prede, afferma Coddington, la cui ricerca si è concentrata in parte sull'evoluzione dei ragni e sulla tassonomia.
A volte i ragni mangiano le proprie ragnatele quando hanno finito con loro, come un modo per rifornire la scorta di seta.
La seta di ragno è composta da catene proteiche collegate che aiutano a renderlo forte, insieme ad aree non collegate che gli danno flessibilità. Viene prodotto nelle ghiandole interne, passando da una forma solubile a una forma indurita e quindi trasformato in fibra dalle filiere sull'addome del ragno.
Le molteplici filiere di ragni e otto zampe sono utili per la costruzione del web. L'architettura di una rete è molto specifica per specie, afferma Coddington. "Se mi mostri una rete, posso dirti quale ragno l'ha fatta", dice, aggiungendo che i ragni "sono supponente" su dove faranno una rete. Alcuni potrebbero essere a casa in fondo a un bicchiere di carta, mentre altri non toccheranno quello spazio.
La maggior parte della costruzione di siti web avviene sotto la copertura dell'oscurità.
Il tipico ragno tessitore di sfere (il gruppo che è più familiare agli americani) costruirà una ragnatela di sfere planare, sospesa da sette linee di ragazzi attaccate a foglie, ramoscelli, pietre, pali del telefono o altre superfici. Appeso a una foglia o qualche altro oggetto, il ragno deve ottenere la sua seta da quel punto alle altre superfici.
Il ragno inizia estraendo la seta da una ghiandola con la sua quarta gamba. La quarta gamba opposta viene utilizzata per estrarre più fili di seta da circa 20 ghiandole di seta aggiuntive, creando una struttura a palloncino. Il ragno si siede pazientemente, sapendo che alla fine una brezza calda prenderà il palloncino, che porta via la prima linea di seta.
Alla fine il filo di seta che trascina il palloncino si impiglia e, come un pescatore con un pesce sulla linea, il ragno può sentire il colpo. Tira per assicurarsi che il filo di seta sia veramente attaccato, quindi estrae la nuova seta e attacca il filo a tutto ciò su cui è appollaiato e inizia a raccogliere il filo impigliato, tirandosi verso il punto finale, disponendo nel contempo nuova seta dietro esso. Quella nuova seta è la prima linea planare. Il ragno può farlo 20 volte, creando una rete di linee di seta asciutte (non appiccicose) che si inarcano in tutte le direzioni.
Il ragno deve quindi determinare quale di queste linee costituisce sette buoni punti di attacco: devono essere su un piano e "distribuiti utilmente attorno al cerchio che occuperà la rete", afferma Coddington. Il ragno taglia via le 13 linee che non utilizzerà. "Ora che hai i sette attaccamenti di cui hai bisogno, non hai più bisogno di toccare il terreno, le foglie, i ramoscelli, qualsiasi cosa ... sei nel tuo mondo, probabilmente solipsistico, ".
Quindi il ragno inizia a girare la sua tela, un processo relativamente semplice e prevedibile. Comincia dall'esterno e si fa strada, attaccando segmento per segmento con le sue gambe, creando cerchi concentrici e terminando con una spirale centrale di seta appiccicosa che intrappola le prede tanto necessarie: tutta l'energia investita per rendere il web impoverisce le riserve di proteine.
Le cose appiccicose immobilizzano semplicemente la preda. Il colpo di grazia viene dalle mascelle del ragno. "La maggior parte dei ragni attacca con i denti", afferma Coddington. "Sono appena entrati e mordono la cosa a morte." Questa è una proposta rischiosa, perché la preda potrebbe non essere completamente bloccata.
Alcune famiglie di ragni hanno sviluppato una modalità alternativa di offesa: l'attacco con involucro di seta appiccicosa. Quei ragni posavano un filo di seta appiccicosa sul terreno. Quando un insetto attraversa, la vibrazione avvisa il ragno, che quindi attacca, lanciando linee di seta appiccicosa e forte attorno all'insetto e avvolgendolo fino a quando non è completamente immobilizzato. Il ragno si sposta quindi verso il morso della morte. Ma questa è più una rarità che una regola nel mondo dei ragni.
Molti ricercatori stanno studiando il comportamento del ragno e la seta del ragno nella speranza di un giorno di riuscire a coltivare il materiale o forse replicarlo attraverso l'ingegneria genetica. La seta potrebbe essere utilizzata, ad esempio, per aumentare la resistenza dell'armatura o per creare innesti di pelle. "Sarebbe una grande cosa per la razza umana", afferma Coddington.
Una manciata di aziende è attualmente investita nella seta del ragno, tra cui Ann Arbor, Kraig Biocraft Laboratories con sede nel Michigan, una società svedese di biotecnologie, Spiber Technologies e una società tedesca, AMSilk, che afferma di aver ingegnerizzato geneticamente una proteina simile al ragno seta che viene attualmente utilizzata in shampoo e altri cosmetici.
È il tuo turno di chiedere a Smithsonian.
