دراسة علمية تكشف عن حركات العناكب داخل المنازل

عندما تنزل العناكب من السقف على خط رفيع من الحرير، فإنها تميل إلى النزول ببطء وبأمان، بدلاً من السرعة التي قد تجعلها خارج نطاق السيطرة، وقد اكتشف الباحثون أن العناكب تمتلك قدرة غير عادية لمقاومة قوى الالتواء والدوران، وأظهرت الدراسة، التي نشرت هذا الأسبوع والتي أجراها باحثون من الصين والمملكة المتحدة، أن خيط العنكبوت الحريري ينتج جزئيًا عندما تتشابك خيوطه ويصنع شبكته، وذلك على عكس الشعر البشري، والأسلاك المعدنية أو الألياف الاصطناعية.وهذا يسمح للحرير لتبديد الطاقة بسرعة التي من شأنها أن ترسل بطريقة أخرى لغزل العنكبوت بسرعة على نهاية الحرير.

وقال العلماء إن المزيد من البحوث في كيفية مقاومة حرير العنكبوت للنسج، يمكن أن يؤدي إلى صنع الألياف التي تحاكي هذه الخصائص، للاستخدامات المحتملة مثل اوتار الكمان، وسلالم الإنقاذ في طائرات الهليكوبتر وحتى حبال المظلة، وقال الدكتور دابياو ليو من جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين، وهو من المشاركين في الدراسة: ان "حرير العنكبوت يختلف كثيرا عن غيره من المواد التقليدية".واضاف: "نحن نجد أن خيط العنكبوت الحريري الذي ينسدل من الشبكة من الصعب ان ينحرف او ينعطف عن مساره، لذلك نحن نريد أن نعرف السبب".

وكشف الدكتور ديفيد دونستان من جامعة كوين ماري في لندن والذي شارك في الدراسة: "إذا فهمنا كيف يحقق حرير العنكبوت ذلك ، ربما نتمكن من دمج الخصائص في الحبال الاصطناعية الخاصة بنا"، وتستخدم العناكب الخيط الحرير  من الحافات الخارجية للشبكة - كل من سلاسل الحرير التي تربط مركز الشبكة حتى الحافة الخارجية  - كما تستخدمها كذلك لتكون بمثابة منقذ لها عندما تسقط على الأرض.
وقد حيرت هذه الخيوط الباحثين بسبب قوتها، والتمدد والقدرة على مقاومة الحرارة، ولكن لم يجري الكثير من البحوث حول خصائصها الالتوائية  وكيف يستجيب لكونها ملتوية.
ولمعرفة المزيد عن سحر هذه الخيوط، استخدم الباحثون بندول التواء - وهو نفس الأداة التي استخدمها هنري كافنديش لتزن الأرض في تسعينات القرن الثامن عشر- للتحقيق في الحرير المنحدر من نوعين من الشبكات الحريرية الذهبية ، "نيفيلا إدوليس" و"نيفيلا بيليبيس".

تم العثور على النسج الحريرية الذهبية في المناطق الأكثر دفئًا من العالم، وتختلف العناكب من اللون الأحمر إلى اللون الأصفر والأخضر مع البياض المميز على  الرأس و بداية البطن.
لديهم ساقين مخططة متخصصة في النسيج، وعلى النقيض من البني الداكن / الأسود والأخضر ، فإن اللون الأصفر يسمح للإنذار إلى الحيوانات المفترسة المحتملة التي قد تمثل خطر.قام الباحثون بجمع خيوط الحرير من العناكب الأسيرة، ثم علقوا الخيوط داخل اسطوانة - باستخدام اثنين من الغسالات في النهاية لمحاكاة العنكبوت.تم استخدام الاسطوانة للحفاظ على الحرير معزولا عن الظروف البيئية التي قد تزعجه، وكذلك الحفاظ على الحرير في رطوبة ثابتة، لأن الماء يمكن أن يسبب تعاقد الألياف، ثم قرص دوار لتدويرالحرير  الملتوية في حين سجلت كاميرا عالية السرعة التذبذبات ذهابا وإيابا للحرير على مدى مئات من الدورات، ما أدى إلى تشوه حرير العنكبوت قليلا عند الالتواء، على عكس الألياف الاصطناعية والمعادن، هذا التشوه يعني أن الحرير يطلق أكثر من 75 في المئة من الطاقة المحتملة، وتذبذبات بسرعة بطيئة، وبعد الاتواء، استقر الحرير جزئيًا.

ويقول الباحثون "إن سلوك الحرير قد يكون مرتبطًا بهيكله المادي المعقد، الذي يتكون من نواة من الألياف المتعددة داخل الجلد.كل الألياف لديها شرائح من الأحماض الأمينية في الواح منظمة وغيرها في سلاسل حلقات غير منظمة"، ويقترح الباحثون أن الاتواء يسبب تمدد الألواح و مرونتها ، وتشوه الروابط الهيدروجين يربط السلاسل، والتي تشوه مثل البلاستيك، ويمكن للألواح استرداد شكلها الأصلي، ولكن السلاسل لا تزال مشوهة جزئيًا، وسيستمر الباحثون في التحقيق في كيفية تفاعل حرير العنكبوت، على الالتواء بهذه الطريقة، ويبحث أيضا كيف يحافظ على صلابته أثناء الالتواء، وما تأثير الرطوبة عليه، وإلى أي مدى يساعد الهواء على تبديد الطاقة.