Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

158,434 views ・ 2011-12-07

TED


Pro přehrání videa dvakrát klikněte na anglické titulky níže.

Překladatel: Vladimír Harašta Korektor: Marek Zukal
00:16
I'm here to spread the word about the
0
16260
2000
Jsem zde, abych rozšířila vaše povědomí
00:18
magnificence of spiders
1
18260
2000
o tom, jak nádherní jsou pavouci
00:20
and how much we can learn from them.
2
20260
3000
a co všechno se od nich můžeme naučit.
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
23260
2000
Pavouci jsou opravdovými světoobčany.
00:25
You can find spiders in nearly
4
25260
2000
Můžete je najít téměř
00:27
every terrestrial habitat.
5
27260
2000
v každé pozemské lokalitě.
00:29
This red dot marks
6
29260
2000
Tato červená tečka označuje
00:31
the Great Basin of North America,
7
31260
2000
Velkou severoamerickou pánev
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
33260
2000
a já se tam s několika spolupracovníky podílím na projektu
00:35
project there with some collaborators.
9
35260
2000
zkomajícím biologickou různorodost vysokohorských druhů.
00:37
Here's one of our field sites,
10
37260
2000
Tady je jedno z našich pracovišť v terénu,
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
39260
2000
a jen pro představu, o jaký jde úhel pohledu,
00:41
this little blue smudge here,
12
41260
2000
tato malá šmouha tady
00:43
that's one of my collaborators.
13
43260
2000
je jeden z mých spolupracovníků.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
45260
3000
Je to tvrdý a neúrodný terén,
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
48260
2000
nachází se zde poměrně málo pavouků.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
50260
4000
Při obracení kamenů jsme odhalili tohoto
00:54
grappling with a beetle.
17
54260
2000
pavouka běžníka zápasícího s broukem.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
56260
3000
Nejenže jsou pavouci všude,
00:59
but they're extremely diverse.
19
59260
2000
ale jsou i nesmírně různorodí.
01:01
There are over 40,000 described species
20
61260
3000
Existuje přes 40 000 popsaných druhů
01:04
of spiders.
21
64260
1000
pavouků.
01:05
To put that number into perspective,
22
65260
2000
Abychom si uvědomili, o jaké množství jde,
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
67260
2000
mám zde graf srovnávající 40 000
01:09
species of spiders
24
69260
2000
druhů pavouků
01:11
to the 400 species of primates.
25
71260
2000
se 400 druhy primátů.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
73260
2000
Počet pavouků je o dva řády větší
01:15
spiders than primates.
27
75260
2000
než počet primátů.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
77260
4000
Pavouci jsou také nesmírně staří.
01:21
On the bottom here,
29
81260
2000
Tady dole
01:23
this is the geologic timescale,
30
83260
2000
to je geologická časová osa,
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
85260
2000
a ta čísla na ní ukazují miliony roků
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
87260
2000
směrem do minulosti, takže nula zde
01:29
that would be today.
33
89260
2000
představuje dnešek.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
91260
3000
Na tomto obrázku tedy vidíte, že pavouci
01:34
date back to almost 380 million years.
35
94260
4000
existovali už před téměř 380 miliony let.
01:38
To put that into perspective, this red
36
98260
2000
Ve srovnání s tím, tento červený
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
100260
3000
svislý pruh představuje dobu vývoje
01:43
of humans from chimpanzees,
38
103260
3000
šimpanzů v lidi,
01:46
a mere seven million years ago.
39
106260
3000
před pouhými sedmi miliony let.
01:49
All spiders make silk
40
109260
2000
Všichni pavouci tkají hedvábí
01:51
at some point in their life.
41
111260
2000
v určitém okamžiku svého života.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
113260
3000
Většina pavouků používá hedvábí v obrovských množstvích,
01:56
and silk is essential to their survival
43
116260
2000
a hedvábí je zásadní pro jejich přežití
01:58
and reproduction.
44
118260
2000
a rozmnožování.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
120260
2000
Dokonce pradávní pavouci mohli tkát hedvábí,
02:02
as we can see from this impression of
46
122260
2000
jak můžeme vidět na tomto otisku
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
124260
3000
snovací bradavky zkamenělého pavouka.
02:07
So this means that both spiders
48
127260
2000
Takže to znamená, že jak pavouci
02:09
and spider silk have been around
49
129260
2000
tak pavoučí hedvábí zde existují
02:11
for 380 million years.
50
131260
4000
už po 380 milionů roků.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
136260
3000
Při zkoumání pavouků vám nepotrvá dlouho
02:19
to start noticing how essential silk is
52
139260
3000
a povšimnete si, jaký klíčový význam má hedvábí
02:22
to just about every aspect of their life.
53
142260
3000
pro pavouky v téměř v každé situaci jejich života.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
145260
3000
Pavouci používají hedvábí k mnoha účelům, patří sem
02:28
the trailing safety dragline,
55
148260
2000
tkaní záchranných vlečných vláken,
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
150260
3000
obalování vajíček při rozmnožování,
02:33
protective retreats
57
153260
2000
ochrana útulků
02:35
and catching prey.
58
155260
2000
a lov kořisti.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
157260
2000
Existuje mnoho druhů pavoučího hedvábí.
02:39
For example, this garden spider can make
60
159260
3000
Například, tento křižák může vytvářet
02:42
seven different kinds of silks.
61
162260
2000
sedm různých druhů hedvábí.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
164260
2000
Když se díváte na tuto kruhovou pavučinu, pozorujete vlastně
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
166260
3000
mnoho jednotlivých typů pavoučích vláken.
02:49
The frame and radii of this web
64
169260
2000
Kostra a paprsky této pavučiny
02:51
is made up of one type of silk,
65
171260
3000
jsou utvořeny z jednoho typu,
02:54
while the capture spiral is a composite
66
174260
2000
zatímco záchytná spirála se skládá
02:56
of two different silks:
67
176260
2000
ze dvou rozdílných vláken:
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
178260
3000
ze spřádacího vlákna a z lepivých kapiček.
03:01
How does an individual spider
69
181260
3000
Jak jednotliví pavouci
03:04
make so many kinds of silk?
70
184260
3000
vyrábí takové množství druhů hedvábí?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
187260
2000
Abyste mohli odpovědět, musíte se podívat mnohem blíže
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
189260
2000
na oblast pavoučích snovacích bradavek.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
191260
2000
Takže, hedvábí vychází ze snovacích bradavek,
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
193260
2000
a my pavučinoví biologové tomuto říkáme
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
195260
2000
"pracovní konec" pavouka. (Smích)
03:17
We spend long days ...
76
197260
2000
Trávíme mnoho dní...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
199260
2000
Hej! Nesmějte se. To je můj život.
03:21
(Laughter)
78
201260
2000
(Smích)
03:23
We spend long days and nights
79
203260
2000
Dlouhé dni a noci trávíme
03:25
staring at this part of the spider.
80
205260
3000
zíráním na tuto část pavouka.
03:28
And this is what we see.
81
208260
2000
A tohle je to, co vidíme.
03:30
You can see multiple fibers
82
210260
2000
Můžete zahlédnout několik pramínků
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
212260
3000
vycházejících ze snovacích bradavek, protože
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
215260
3000
každá bradavka má na sobě mnoho vývodů.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
218260
3000
Z každého vývodu vystupuje jeden pramen vlákna,
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
221260
2000
a pokud byste sledovali cestu pramene směrem
03:43
into the spider, what you would find is that
87
223260
3000
do těla pavouka, zjistili byste,
03:46
each spigot connects to its own individual
88
226260
2000
že každý vývod je propojený se svou vlastní
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
228260
3000
snovací žlázou. Žláza vypadá trochu jako váček
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
231260
3000
naplněný spoustou proteinů pro tvorbu vláken.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
234260
2000
Takže pokud jste někdy měli příležitost kuchat
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
236260
2000
pavouka tkajícího kruhovou pavučinu,
03:58
and I hope you do,
93
238260
2000
a já doufám, že ano,
04:00
what you would find is a bounty
94
240260
3000
našli byste mimořádné množství
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
243260
3000
krásných, průsvitných snovacích žláz.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
246260
2000
Uvnitř každého pavouka jsou stovky
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
248260
3000
snovacích žláz, někdy i tisíce.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
251260
3000
Ty můžeme seskupit do sedmi kategorií.
04:14
They differ by size, shape,
99
254260
2000
Odlišují se velikostí, tvarem,
04:16
and sometimes even color.
100
256260
2000
a někdy dokonce i barvou.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
258260
2000
U pavouků, kteří tkají kruhové pavučiny,
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
260260
2000
najdete sedm typů snovacích žláz,
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
262260
2000
a to, co jsem tu znázornila na obrázku,
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
264260
3000
začněme v pozici na jedné hodině,
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
267260
2000
to jsou cylindrické žlázy, které se užívají
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
269260
2000
k výrobě vnějších vláken obalu vajíčka.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
271260
2000
Agregátní a nitkovité snovací žlázy
04:33
glands which combine to make the sticky
108
273260
2000
dohromady tvoří lepkavé,
04:35
capture spiral of an orb web.
109
275260
3000
zachytávací spirální vlákno kruhové sítě.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
278260
2000
Pyriformní žlázy vytváří přídržné
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
280260
3000
pojivo -- to je ono hedvábí, které se užívá k přilepení
04:43
silk lines to a substrate.
112
283260
3000
hedvábných vláken k podkladu.
04:46
There's also aciniform silk,
113
286260
2000
Existuje také aciniformní hedvábí,
04:48
which is used to wrap prey.
114
288260
2000
které se používá k obalení kořisti.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
290260
2000
Vedlejší ampulární hedvábí se používá ke stavbě.
04:52
And the most studied silk line
116
292260
2000
A nejvíce studovaná řada hedvábí
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
294260
2000
ze všech: hlavní ampulární hedvábí.
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
296260
2000
Toto je ten druh hedvábí, který se užívá k sestavení nosného
04:58
and radii of an orb web, and also
119
298260
3000
rámu a paprskových vláken kruhové sítě, a také
05:01
the safety trailing dragline.
120
301260
3000
k výrobě záchranného vlečného vlákna.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
304260
3000
Ale co přesně je pavoučí hedvábí?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
308260
3000
Pavoučí hedvábí je téměř celé z proteinů.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
311260
2000
Skoro všechny tyto proteiny můžeme objasnit
05:13
by a single gene family,
124
313260
3000
pomocí jediné rodiny genů,
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
316260
2000
takže to znamená, že rozmanitost typů hedvábných vláken,
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
318260
5000
které dnes známe, je zakódováno v jedné rodině genů,
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
323260
3000
podle všeho původní předek pavouka
05:26
made one kind of silk,
128
326260
2000
vyráběl jeden druh hedvábí
05:28
and over the last 380 million years,
129
328260
3000
a za posledních 380 milionů let,
05:31
that one silk gene has duplicated
130
331260
3000
byl onen jeden gen kopírován
05:34
and then diverged, specialized,
131
334260
3000
a pak zase dělen, ozvláštňován,
05:37
over and over and over again, to get
132
337260
3000
znovu a znovu a opět, aby vznikla
05:40
the large variety of flavors of spider silks
133
340260
2000
ta ohromná pestrost druhů pavoučího hedvábí,
05:42
that we have today.
134
342260
3000
které dnes máme.
05:45
There are several features that all these silks
135
345260
2000
Je několik charakteristických vlastností, které jsou společné
05:47
have in common. They all have a common
136
347260
2000
všem druhům hedvábí. Všechny mají společnou
05:49
design, such as they're all very long --
137
349260
2000
konstrukci, všechny jsou velmi dlouhé --
05:51
they're sort of outlandishly long
138
351260
3000
jsou jaksi výstředně protažené
05:54
compared to other proteins.
139
354260
2000
ve srovnání s jinými bílkovinami.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
356260
3000
Mnohonásobně se opakují a jsou velmi bohaté
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
359260
3000
na aminokyseliny glycin a alanin.
06:02
To give you an idea of what
142
362260
2000
Abyste si udělali představu,
06:04
a spider silk protein looks like,
143
364260
2000
jak vypadá pavoučí bílkovina hedvábí,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
366260
2000
toto je bílkovina hedvábného vlečného vlákna,
06:08
it's just a portion of it,
145
368260
2000
je to jen její část,
06:10
from the black widow spider.
146
370260
2000
z pavouka černá vdova.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
372260
2000
Toto je druh posloupnosti, kterou si ráda
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
374260
3000
prohlížím ve dne v noci. (Smích)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
377260
2000
Takže, to co zde právě vidíte, jsou jednoznakové
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
379260
2000
zkratky aminokyselin, a já už jsem obarvila
06:21
in the glycines with green,
151
381260
2000
glyciny na zeleno
06:23
and the alanines in red, and so
152
383260
2000
a alaniny na červeno, a tak
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
385260
3000
můžete vidět, že je to jen spousta Géček a Áček.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
388260
3000
Můžete také vidět množství krátkých
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
391260
3000
sekvenčních motivů, které se znovu a znovu opakují,
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
394260
2000
a opět, takže se například opakuje mnoho těch,
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
396260
3000
které nazýváme polyalaniny, neboli opakovaná Áčka,
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
399260
4000
AAAAA. Jsou tu GGQ. A GGY.
06:43
You can think of these short motifs
159
403260
2000
Můžete přemýšlet o těchto krátkých
06:45
that repeat over and over again as words,
160
405260
3000
znovu a znovu se opakujících motivech jako o slovech,
06:48
and these words occur in sentences.
161
408260
3000
a tato slova se objevují ve větách.
06:51
So for example this would be one sentence,
162
411260
3000
Takže například tohle by byla jedna věta,
06:54
and you would get this sort of green region
163
414260
2000
a vy byste dostali tuhle zelenou oblast
06:56
and the red polyalanine, that repeats
164
416260
2000
a ten červený polyalanin, který se opakuje
06:58
over and over and over again,
165
418260
2000
znovu a znovu a opět,
07:00
and you can have that hundreds and
166
420260
2000
a těch opakování můžete mít ony stovky
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
422260
2000
a stovky a stovky uvnitř
07:04
an individual silk molecule.
168
424260
2000
každé molekuly hedvábí.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
426260
2000
Hedvábí vyrobené tím samým pavoukem může mít
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
428260
3000
dramaticky různé posloupnosti opakování.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
431260
3000
V horní části obrazovky právě vidíte
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
434260
3000
jednotku opakování z vlečného vlákna hedvábí
07:17
of a garden argiope spider.
173
437260
3000
zahradního křižáka.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
440260
2000
Je krátká. A dole
07:22
this is the repeat sequence for the
175
442260
2000
to je jednotka opakování
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
444260
2000
obalu vajíčka, neboli protein cylindrického hedvábí,
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
446260
3000
přesně toho samého pavouka. A můžete vidět,
07:29
how dramatically different
178
449260
2000
jak dramaticky odlišné
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
451260
3000
jsou tyhle proteiny hedvábí -- tak tohle je
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
454260
2000
druh té krásné různorodosti
07:36
of the spider silk gene family.
181
456260
2000
rodiny hedvábných pavoučích genů.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
458260
2000
Můžete vidět, že se jednotky odlišují délkou.
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
460260
2000
Také se liší v posloupnosti.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
462260
2000
Takže jsem zase obarvila glyciny
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
464260
3000
zeleně, alaniny červeně a sericiny,
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
467260
3000
pod písmenem S, fialově. A vy můžete vidět,
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
470260
2000
že horní jednotku můžeme
07:52
almost entirely by green and red,
188
472260
3000
téměř celou vyjádřit pomocí zelené a červené,
07:55
and the bottom repeat unit has
189
475260
2000
a že spodní jednotka má
07:57
a substantial amount of purple.
190
477260
2000
značné množství fialové.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
479260
3000
To, o co se my pavučinoví biologové snažíme,
08:02
these sequences, these amino acid
192
482260
2000
je nalézt vztah těchto posloupností, těchto posloupností
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
484260
2000
aminokyselin, a mechanických vlastností
08:06
of the silk fibers.
194
486260
2000
hedvábných vláken.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
488260
3000
Velká výhoda je, že pavouci užívají svoje hedvábí
08:11
completely outside their body.
196
491260
2000
zcela mimo svoje těla.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
493260
2000
Toto opravdu velmi ulehčuje testování
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
495260
2000
pavoučího hedvábí v laboratoři, protože
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
497260
3000
víte, my vlastně testujeme ve vzduchu,
08:20
that's exactly the environment that
200
500260
2000
který je přesně tím prostředím, ve kterém
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
502260
2000
pavouci užívají svoje hedvábné bílkoviny.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
504260
2000
Velmi přístupné je tak určování vlastností hedvábí
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
506260
2000
pomocí metod jako je zkouška tahem, která je,
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
508260
2000
víte, v podstatě popotahováním za jeden
08:30
of the fiber, very amenable.
205
510260
3000
konec vlákna.
08:33
Here are stress-strain curves
206
513260
3000
Zde jsou křivky závislosti deformace na napětí
08:36
generated by tensile testing
207
516260
2000
generované při zkoušce tahem
08:38
five fibers made by the same spider.
208
518260
3000
na pěti vláknech produkovaných tím samým pavoukem.
08:41
So what you can see here is that
209
521260
3000
Tak to co tu teď můžete spatřit,
08:44
the five fibers have different behaviors.
210
524260
3000
jsou různá chování pěti vláken.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
527260
2000
Konkrétně, pokud se podíváte na svislou osu,
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
529260
3000
to je napětí. Pokud se podíváte na maximální
08:52
stress value for each of these fibers,
213
532260
2000
hodnotu napětí u každého z těchto vláken,
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
534260
3000
zpozorujete značné rozdíly, a že
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
537260
3000
je vlastně vlečné vlákno, neboli hlavní ampulární hedvábí,
09:00
is the strongest of these fibers.
216
540260
2000
tím nejsilnějším z těchto vláken.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
542260
3000
Myslíme si, že je tomu tak proto, že je zapotřebí,
09:05
which is used to make the frame and radii
218
545260
3000
aby hedvábí vlečného vlákna, které se užívá k výrobě rámu
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
548260
2000
a paprsků pavučiny, bylo velmi silné.
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
550260
2000
Na druhou stranu, pokud jste pozorovali
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
552260
2000
deformaci -- to znamená to, jak dalece je schopno se
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
554260
2000
vlákno natáhnout -- pokud se podíváte na maximální hodnotu
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
556260
3000
zde, opět jsou tu velké rozdíly
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
559260
2000
a jasným vítězem je nitkovité,
09:21
or the capture spiral filament.
225
561260
2000
neboli záchytné spirálové vlákno.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
563260
2000
Ve skutečnosti, toto nitkovité vlákno může
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
565260
4000
vlastně více než dvakrát zvětšit svou původní délku.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
569260
3000
Tak se hedvábná vlákna liší svou pevností
09:32
and also their extensibility.
229
572260
2000
a také svou roztažitelností.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
574260
2000
V případě záchytné spirály,
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
576260
2000
ta musí být natolik roztažitelná, aby utlumila
09:38
the impact of flying prey.
232
578260
2000
náraz letící kořisti.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
580260
2000
Pokud by nebyla schopná se tak natáhnout, pak
09:42
basically when an insect hit the web,
234
582260
2000
v podstatě ve chvíli, kdy hmyz narazí do pavučiny,
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
584260
2000
stala by se z ní přímo trampolína.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
586260
2000
Takže pokud by byla pavučina vyrobená celá
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
588260
3000
z vlečného vlákna, hmyz by se velmi pravděpodobně
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
591260
2000
hned jenom odrazil. Ale tím, že je záchytné spirální hedvábí
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
593260
2000
opravdu velmi roztažitelné, síť je opravdu
09:55
able to absorb the impact
240
595260
2000
schopná vstřebat dopad
09:57
of that intercepted prey.
241
597260
3000
zachycené kořisti.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
600260
2000
Jednotliví pavouci mohou složení uvnitř
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
602260
3000
vláken docela hodně obměňovat.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
605260
3000
Říkáme tomu pavoučí souprava nářadí.
10:08
That's what the spider has
245
608260
2000
Jeho prostřednictvím pavouk musí
10:10
to interact with their environment.
246
610260
2000
ovlivňovat svoje prostředí.
10:12
But how about variation among spider
247
612260
2000
A co takhle rozdíly mezi pavoučími
10:14
species, so looking at one type of silk
248
614260
2000
druhy, jak při pohledu na jeden typ hedvábí,
10:16
and looking at different species of spiders?
249
616260
3000
tak při pohledu na rozdílné druhy pavouků?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
619260
2000
To je široce neprobádaná oblast,
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
621260
4000
přesto jsou tu nějaká data, která vám mohu ukázat.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
625260
2000
Toto je srovnání houževnatosti
10:27
of the dragline spilk spun
253
627260
2000
vlečného vlákna, upředeného
10:29
by 21 species of spiders.
254
629260
2000
jednadvaceti druhy pavouků.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
631260
2000
Některé druhy pavouků tkají kruhové pavučiny
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
633260
3000
a jiné druhy zase ne.
10:36
It's been hypothesized that
257
636260
2000
Předpokládá se, že pavouci tkající
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
638260
3000
kruhové pavučiny, jako je tady tento křižák,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
641260
2000
by měli mít ta nejpevnější hedvábí vlečných vláken,
10:43
because they must intercept flying prey.
260
643260
3000
protože musí zachytávat letící kořist.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
646260
3000
Zde na tomto grafu pevnosti vidíte,
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
649260
2000
že čím výše je v grafu černý bod,
10:51
the higher the toughness.
263
651260
2000
tím vyšší je houževnatost.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
653260
3000
Těch 21 druhů je zde naznačeno prostřednictvím
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
656260
3000
fylogeneze, vývojovým stromem, který ukazuje
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
659260
2000
jejich vývojové vazby, a já jsem obarvila
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
661260
3000
pavouky tkající kruhové pavučiny žlutou barvou.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
664260
3000
Když se podíváte přímo sem na ty dvě červené šipky,
11:07
they point to the toughness values
269
667260
3000
míří na hodnoty houževnatosti
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
670260
2000
vlečných vláken nefily kyjonohé
11:12
araneus diadematus.
271
672260
2000
a křižáka obecného.
11:14
These are the two species of spiders
272
674260
2000
Jsou to tyto dva druhy pavouků,
11:16
for which the vast majority of time and money
273
676260
3000
kterým byla věnována většina času a peněz
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
679260
3000
na výzkum umělého pavoučího hedvábí
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
682260
3000
za účelem zkopírování bílkovin jejich hedvábí.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
685260
4000
Přesto, jejich vlečná vlákna nejsou ta nejhouževnatější.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
689260
3000
Vlastně, nejhouževnatější vlečné vlákno v tomto přehledu
11:32
is this one right here in this white region,
278
692260
3000
je právě tady v té bílé oblasti,
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
695260
2000
u pavouka netkajícího kruhové pavučiny.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
697260
2000
Je to vlečné vlákno utkané lepovkou,
11:39
the spitting spider.
281
699260
2000
plivajícím pavoukem.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
701260
3000
Lepovka k chytání kořisti vůbec
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
704260
2000
nepoužívá pavučinu. Místo toho
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
706260
3000
se skrývá někde poblíž a čeká na kořist,
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
709260
3000
až se dostane blíže k ní a pak kořist znehybní
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
712260
4000
vystříknutím hedvábí podobnému jedu.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
716260
3000
Představte si lov slabou pružinou.
11:59
That's how scytodes forages.
288
719260
3000
To je způsob, jakým lepovka shání potravu.
12:02
We don't really know why scytodes
289
722260
2000
Opravdu nevíme, proč lepovka
12:04
needs such a tough dragline,
290
724260
3000
potřebuje tak pevné vlečné vlákno,
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
727260
3000
ale neočekávané výsledky jako tento dělají
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
730260
4000
bio-výzkum tak vzrušující a proč stojí za námahu.
12:14
It frees us from the constraints
293
734260
2000
Uvolňuje to bariéry
12:16
of our imagination.
294
736260
2000
naší představivosti.
12:18
Now I'm going to mark on
295
738260
2000
Nyní poznamenám něco
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
740260
3000
k hodnotám houževnatosti nylonového vlákna,
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
743260
3000
hedvábí bource -- neboli zdomácnělého bource morušového --
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
746260
3000
vlny, Kevlaru a uhlíkových vláken.
12:29
And what you can see is that nearly
299
749260
2000
A to co tady můžete pozorovat je, že je skoro
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
751260
2000
všechna pavočí vlečná vlákna překonávají.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
753260
4000
Je to kombinace pevnosti, roztažitelnosti
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
757260
3000
a houževnatosti, která způsobuje, že je pavoučí hedvábí
12:40
special, and that has attracted the attention
303
760260
3000
tak mimořádné a že přitáhlo pozornost
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
763260
3000
biomimetiků, lidí, kteří se obracejí
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
766260
3000
k přírodě, aby v ní zkoušeli nalézt nová řešení.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
769260
3000
A pevnost, roztažitelnost a houževnatost
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
772260
3000
pavoučího hedvábí společně se skutečností, že
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
775260
3000
hedvábí nevyvolává nepříznivé imunitní reakce,
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
778260
3000
přitáhlo spoustu zájmu o použití
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
781260
2000
pavoučího hedvábí v biomedicíně,
13:03
for example, as a component of
311
783260
2000
například jako součást
13:05
artificial tendons, for serving as
312
785260
3000
umělých šlach, slouží jako
13:08
guides to regrow nerves, and for
313
788260
4000
vodiče pro obnovu nervových vláken
13:12
scaffolds for tissue growth.
314
792260
3000
a jako podpora při růstu tkání.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
315
795260
3000
Pavoučí hedvábí má také velké možnosti využití
13:18
for their anti-ballistic capabilities.
316
798260
2000
pro svoje protibalistické schopnosti.
13:20
Silks could be incorporated into body
317
800260
2000
Hedvábí by mohlo být začleněno do neprůstřelných vest
13:22
and equipment armor that would be more
318
802260
3000
a zařízení obrněných jednotek, která by byla
13:25
lightweight and flexible
319
805260
2000
lehčí a pružnější
13:27
than any armor available today.
320
807260
3000
než jakýkoliv dnes dostupný pancíř.
13:30
In addition to these biomimetic
321
810260
3000
Kromě těchto biomimetických
13:33
applications of spider silks,
322
813260
2000
uplatnění pavoučího hedvábí,
13:35
personally, I find studying spider silks
323
815260
4000
já osobně shledávám studium pavoučího hedvábí
13:39
just fascinating in and of itself.
324
819260
3000
prostě okouzlujícím samo o sobě.
13:42
I love when I'm in the laboratory,
325
822260
4000
Jsem ráda, když jsem v laboratoři
13:46
a new spider silk sequence comes in.
326
826260
3000
a nastupuje nová posloupnost pavoučího hedvábí.
13:49
That's just the best. (Laughter)
327
829260
3000
To je prostě nejlepší. (Smích)
13:52
It's like the spiders are sharing
328
832260
3000
Je to jako když se se mnou pavouci dělí
13:55
an ancient secret with me, and that's why
329
835260
2000
o dávné tajemství, a proto
13:57
I'm going to spend the rest of my life
330
837260
2000
hodlám strávit zbytek svého života
13:59
studying spider silk.
331
839260
2000
studiem pavoučího hedvábí.
14:01
The next time you see a spider web,
332
841260
3000
Až příště uvidíte pavučinu,
14:04
please, pause and look a little closer.
333
844260
3000
zastavte se prosím a podívejte se trochu blíže.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
847260
2000
Uvidíte jeden z nejvýkonnějších
14:09
high-performance materials known to man.
335
849260
3000
materiálů, který člověk poznal.
14:12
To borrow from the writings
336
852260
2000
Abych si vypůjčila ze spisu
14:14
of a spider named Charlotte,
337
854260
3000
o pavoukovi jménem Charlotte, (dětský román Šarlotina pavučina - pozn. překl.)
14:17
silk is terrific.
338
857260
2000
hedvábí je velkolepé.
14:19
Thank you. (Applause)
339
859260
3000
Děkuji vám. (Potlesk)
14:22
(Applause)
340
862260
1000
(Potlesk)
O tomto webu

Tato stránka vám představí videa na YouTube, která jsou užitečná pro výuku angličtiny. Uvidíte lekce angličtiny vedené špičkovými učiteli z celého světa. Dvojklikem na anglické titulky zobrazené na každé stránce s videem si video přehrajete přímo odtud. Titulky se posouvají synchronizovaně s přehráváním videa. Pokud máte nějaké připomínky nebo požadavky, kontaktujte nás prosím pomocí tohoto kontaktního formuláře.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7