„Černá vdova“ kmotrou nových materiálů

Příroda je plná úžasných materiálů. Patří k nim i vlákna pavučiny produkovaná snovačkou kalifornskou (Latrodectus hesperus) z příbuzenstva smutně proslulé „černé vdovy“ čili snovačky kalichové (Latrodectus mactans). Navzdory jejímu jménu se výskyt snovačky kalifornské neomezuje jen na jihozápad USA. Žije na západě severoamerického kontinentu od Mexika po Kanadu. Američané jí proto přezdívají „západní černá vdova“ (western black widow).

Vědci se snaží odhalit tajemství struktury pavoučích vláken a využít tyto znalosti při konstrukci syntetických materiálů. Situaci komplikuje fakt, že pavouci – včetně snovačky kalifornské – vyrábějí hned několik druhů vláken. K nejpevnějším patří vlákna používaná pro vytvoření základní osnovy pavučin. Pavoukům slouží také jako „záchranné lano“ při únicích před nepřáteli. Spouštějí se z vyvýšených míst střemhlav k zemi a přitom je k místu, odkud prchají, poutá pevná a pružná pavučina. Jiné vlákno používá samička na tvorbu obalu vajíček a další typ pavoučích snovacích žláz produkuje lepivý materiál. Jedna varianta vlákna najde uplatnění při obalování kořisti. Účel některých typů snovacích žláz zůstává pro vědce stále ještě záhadou.

Tým vedený Craigem Vierrou z University of Pacific v kalifornském Stocktonu zkoumá geny, které jsou aktivní v jednotlivých typech snovacích žláz, a snaží se odhalit, jak se tyto geny podílejí na rozličných vlastnostech pavučin snovačky kalifornské. Izolované pavoučí geny vnášejí vědci do bakterií a mikrobi pak v laboratorních podmínkách produkují proteiny, jež jsou základem vláken různých typů. Laboratorní pokusy slouží jako odrazový můstek ke zbudování biotechnologických provozů, kde se budou produkovat umělé pavučiny a z nich odvozené materiály.

Syntetická vlákna inspirovaná pavučinou najdou široké uplatnění. Některé typy vláken jistě využijí konstruktéři pro tvorbu lehkých a přitom velmi pevných materiálů pro letectví či automobilový průmysl. Syntetické pavučiny se zkoušejí i v medicíně, například jako materiál pro chirurgické nitě. Vedle velké pevnosti a pružnosti je výhodou i to, že lidské tělo tento materiál dobře snáší a nit se po čase beze stopy vstřebá. Velké naděje upírají k umělým pavučinám i vojáci a policisté, protože by mohly nahradit kevlar užívaný k výrobě neprůstřelných vest.

Logo|foto:Český rozhlas

Práce se snovačkami není jednoduchá. Jejich jed je 15krát silnější než toxiny chřestýšů. Naštěstí dochází ke kousnutí snovačkou jen vzácně a do lidského organismu se přitom dostane obvykle malá dávka jedu. Pro zdravého dospělého člověka proto nepředstavuje kousnutí snovačkou smrtelné riziko. Nic příjemného to však není. Při práci s pavoukem je namístě notná dávka opatrnosti.

Když vědci shodí snovačku ze sítě, padne pavouk na zem a předstírá smrt. V té chvíli se dá snadno sebrat. Pro další manipulaci vědci pavouka uspí oxidem uhličitým. Pak mu mohou odebrat snovací žlázy pro další výzkum. Jde o náročnou operaci. Craig Vierra se dlouho potýkal s tím, jak studentům či kolegům z branže celou proceduru správně a do detailů popsat. Nakonec s radostí přivítal možnosti, které pro podobné účely nabízí vědecký časopis Journal of Visualized Experiments. Ten publikuje vědecké články o nejrůznějších experimentálních procedurách a na svých webových stránkách k nim přidává i video, kde je celý postup natočen i s příslušným slovním komentářem. Prostřednictvím videa tak může každý navštívit Vierrovu laboratoř a podívat se, jak izolují snovací žlázy snovačky kalifornské skuteční mistři oboru.