Edderkoppens evne til at producere spindelvæv har været genstand for beundring og forundring blandt alverdens kemikere og materialeteknologer i lang tid. Det er et mysterium, hvordan selve tråden helt præcist bliver til inde i edderkoppen.
Daniel Otzen, professor i nanobioteknologi ved iNANO og Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet, har nu, sammen med udenlandske forskere, fundet ud af, hvordan denne proces forløber.
Han er begejstret over at have været med til at løse det komplekse mysterium.
»Edderkoppen producerer et produkt, der er stærkere end stål, ved hjælp af et flydende stof den bevarer i sin krop. Det er egentlig ret fantastisk og viser, hvor fascinerende naturen virker,« siger han.
Sirup bliver til spind på mindre end et sekund
Man vidste i forvejen, at processen starter i edderkoppens såkaldte silkekirtel. Her gemmer den en flydende sirup-lignende masse, der hovedsageligt består af proteiner.
Når edderkoppen vil producere sit spind, transporterer den massen gennem en kanal, der munder ud i spindelvorten, som er det sted på edderkoppens bagkrop, hvor det færdige spindelvæv bliver skudt af sted. Den samlede proces varer under et sekund.
\ Fakta
Proteiner er store molekyler, der er essentielle komponenter af alle levende organismer. De deltager i alle cellulære processer og fungerer som biologiske byggesten og som enzymer (katalysatorer) for de kemiske reaktioner, der foregår i alle levende organismer. protoner er positiv elektrisk ladede elementarpartikler. Protonen udgør sammen med neutronen atomkernernes bestanddele.
Forskerholdet, som Daniel Otzen var en del af, undersøgte, hvordan den flydende, proteinholdige masse omdannes til tråd. Ifølge deres studie tyder det på, at svaret ligger i sirup-massens surhedsgrad.
Proteinerne binder sig
Forskerne fandt ud af, at det færdige spind er mere surt end den flydende masse, der befinder sig i edderkoppens silkekirtel til at begynde med. Det færdige spind har med andre ord en lavere pH-værdi end den oprindelige masse, det er lavet af.
Når en masse bliver mere sur, betyder det, at massen indeholder flere protoner. Daniel Otzen forklarer, at disse protoner er afgørende for, at massen går fra flydende til fast stof. Protonerne medvirker nemlig til, at proteinerne i massen binder sig med hinanden, og forskerne har nu fundet ud af, hvordan det mere præcist foregår.
»Når nogle af proteinerne i massen optager protonerne, bliver proteinerne positivt ladede. Det gør dem så at sige 'bindingsparate' med de andre proteiner. Hvert protein finder derfor en 'dansepartner', de kan bindes sammen med. Derfor bliver det flydende stof fast, og derfor bliver den siruplignende masse til færdigt spind,« siger han.
Vi er tættere på at kunne spinde selv
Som beskrevet tidligere på Videnskab.dk forsøger forskere verden over at producere kunstigt edderkoppespind. Da materialet er så stærkt og elastisk på samme tid, ville det kunne bruges til at lave et væld af produkter - reb, vindmøllevinger, sårforbindinger og skudsikre veste for eksempel. Daniel Otzen mener, at de fund, som han sammen med sine kolleger er nået frem til, bringer forskerne tættere på at kunne fremstille det samme materiale kunstigt.
»Jo klogere vi bliver på, hvordan edderkoppen rent faktisk producerer sit spind, jo tættere kommer vi på at kunne efterligne det i praksis. Gennem dette studie er vi helt klart kommet tættere på at forstå, hvordan processen foregår,« siger han.
