I ragni ragno da giardino d'argento (Argiope argentata) siedono nelle loro tele nel laboratorio di Cheryl Hayashi all'American Museum of Natural History di New York. Le sete di ragno iniziano tutte allo stesso modo:un batuffolo di appiccicoso, simile al cemento gommoso o al miele denso, come lo descrive Hayashi. I ragni lo fabbricano e lo nascondono in una ghiandola finché non vogliono usare la seta. Quindi, si apre uno stretto ugello chiamato rubinetto. E mentre la melma scorre fuori, si trasforma in un solido filo di seta che viene intrecciato con altri fili che emergono da altri rubinetti. (Foto AP/Jeremy Rehm)
Con due paia di pinzette a punta fine e le mani di un chirurgo, Cheryl Hayashi ha iniziato a sezionare il corpo di un ragno da giardino d'argento sotto il suo microscopio.
In pochi minuti ha trovato quello che stava cercando:centinaia di ghiandole della seta, gli organi che i ragni usano per fare le loro tele. Alcuni sembravano purè di patate, altri come vermi verdi o guanti di gomma pieni d'aria. Ciascuno consente al ragno di produrre un diverso tipo di seta.
Alcuni tipi di seta possono essere elastici, altri rigidi. Alcuni si dissolvono nell'acqua, altri lo respingono.
"Fanno così tanti tipi di seta!" ha detto Hayashi. "Questo è proprio quello che mi sbalordisce."
Hayashi ha raccolto ghiandole della seta di ragno di circa 50 specie, solo una piccola ammaccatura negli oltre 48, 000 specie di ragni conosciute in tutto il mondo. Il suo laboratorio all'American Museum of Natural History sta scoprendo i geni dietro ogni tipo di seta per creare una sorta di "biblioteca della seta". Fa parte di uno sforzo per imparare come i ragni producono così tanti tipi di seta e cosa consente a ciascun tipo di comportarsi in modo diverso.
La biblioteca potrebbe diventare un importante magazzino di informazioni per la progettazione di nuovi pesticidi e materiali migliori per giubbotti antiproiettile, attrezzatura spaziale, lenze da pesca biodegradabili e persino abiti alla moda.
Questa foto al microscopio fornita da Cheryl Hayashi dell'American Museum of Natural History di New York mostra le ghiandole della seta di un ragno ragno da giardino d'argento (Argiope argentata). Le sete di ragno iniziano tutte allo stesso modo:un batuffolo di appiccicoso, simile al cemento gommoso o al miele denso, come lo descrive Hayashi. I ragni lo fabbricano e lo nascondono in una ghiandola finché non vogliono usare la seta. Quindi, si apre un ugello stretto chiamato rubinetto. E mentre la melma scorre fuori, si trasforma in un solido filo di seta che viene intrecciato con altri fili che emergono da altri rubinetti. (Cheryl Hayashi via AP)
Hayashi è qui da 20 anni, ma la tecnologia migliorata solo di recente ha permesso agli scienziati di analizzare il DNA della seta più velocemente e di produrre seta artificiale di ragno alla rinfusa.
"Qualsiasi funzione a cui possiamo pensare in cui hai bisogno di qualcosa che richiede un materiale leggero che sia molto resistente, puoi guardare alla seta di ragno, "ha detto Hayashi.
Le sete di ragno iniziano tutte allo stesso modo:un batuffolo di melma, simile al cemento gommoso o al miele denso, come lo descrive Hayashi. I ragni lo fabbricano e lo nascondono in una ghiandola finché non vogliono usare la seta. Quindi, si apre un ugello stretto chiamato rubinetto. E mentre la melma scorre fuori, si trasforma in un solido filo di seta che viene intrecciato con altri fili che emergono da altri rubinetti.
Nessuno sa quanti tipi di seta di ragno esistono, ma alcune specie possono produrre una varietà. Ragni che tessono sfere, Per esempio, fare sette tipi. Uno ha una colla appiccicosa per catturare le prede. Un altro è duro ma elastico per assorbire l'impatto degli insetti volanti. Il ragno penzola da un terzo tipo che è duro come l'acciaio.
Come e perché le sete si comportano in questi vari modi è un enigma, ma il segreto probabilmente sta nei geni. Trovare quei geni, anche se, non è facile.
Cheryl Hayashi usa un microscopio per lavorare su un ragno nel suo laboratorio all'American Museum of Natural History di New York. Hayashi ha raccolto ghiandole della seta di ragno di circa 50 specie, solo una piccola ammaccatura negli oltre 48, 000 specie di ragni conosciute in tutto il mondo. (Foto AP/Jeremy Rehm)
Fino a poco tempo fa, gli scienziati hanno dovuto prima tagliare a pezzi il DNA delle ghiandole e far provare a un computer a rimettere insieme la sequenza come un puzzle. Questo è un compito arduo, ed è particolarmente difficile per i ragni, perché i loro geni sono molto lunghi e ripetitivi.
È come se la frase "La volpe marrone veloce salta sul cane pigro" fosse invece, "La veloce volpe marrone salta, salti, salti, salti, salti, salti, salti, salta sopra il cane pigro, ", ha affermato Sarah Stellwagen dell'Università del Maryland, Contea di Baltimora. Se non hai idea di cosa dice la frase e devi ricostruirla da un pasticcio di migliaia di copie, come fai a sapere quanti "salti" fare?
Questo è il problema che ha dovuto affrontare Stellwagen quando ha recentemente determinato l'intero set di geni, e il loro DNA, per colla di seta di ragno. Aveva pensato di poterlo fare abbastanza velocemente, ma ci sono voluti quasi due anni.
Gli scienziati devono recuperare l'intero gene per imitare veramente la seta naturale, lei disse. Se cercano di produrre seta sintetica solo da una parte di un gene o da qualche versione rachitica costruita in laboratorio, "non è buono come quello che fa un ragno, " ha detto Stellwagen.
Questo è il problema che ricercatori e aziende hanno avuto in passato utilizzando lievito geneticamente modificato, microbi e persino capre per fare la seta sintetica. Solo l'anno scorso un gruppo ha prodotto una piccola quantità che imitava perfettamente la seta di un ragno tessitore di sfere, il tipo da cui pende, usando i batteri.
Cheryl Hayashi posa per un ritratto all'American Museum of Natural History di New York. Hayashi ha raccolto ghiandole della seta di ragno di circa 50 specie, solo una piccola ammaccatura negli oltre 48, 000 specie di ragni conosciute in tutto il mondo. Il suo laboratorio al museo sta scoprendo i geni dietro ogni tipo di seta per creare una sorta di "biblioteca della seta". (Foto AP/Jeremy Rehm)
Ma quello era solo un tipo di seta di una specie. Hayashi ha chiesto:"E gli altri 48, 000?"
La tecnologia è migliorata. I ricercatori possono ora determinare i geni dall'inizio alla fine senza prima sminuzzarli. E le aziende si sono avvicinate sempre di più alle sete sintetiche prodotte in serie.
Ora, si tratta di scoprire i segreti delle potenzialmente migliaia di altre sete là fuori.
È un compito difficile, considerando i molti ragni che deve ancora studiare e che alcuni hanno all'incirca le dimensioni del punto alla fine di questa frase.
"Ma hey, sai, tutti abbiamo obiettivi, " lei disse.
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