Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

Μετάφραση: eftychia Baka Επιμέλεια: Mary Keramida

I'm here to spread the word about the

Είμαι εδώ για να σας παρουσιάσω

magnificence of spiders

τον μαγικό κόσμο της αράχνης

and how much we can learn from them.

και πόσα μπορούμε να μάθουμε από αυτή.

Spiders are truly global citizens.

Οι αράχνες είναι πραγματικοί πολίτες αυτού του κόσμου.

You can find spiders in nearly

Μπορούμε να βρούμε αράχνες σε σχεδόν

every terrestrial habitat.

οποιαδήποτε χερσαία περιοχή της γης.

This red dot marks

Αυτή η κόκκινη κουκκίδα δείχνει

the Great Basin of North America,

την ευρύτερη λεκάνη της Βόρειας Αμερικής,

and I'm involved with an alpine biodiversity

και εγώ, μαζί με κάποιους συνεργάτες ασχολούμαστε

project there with some collaborators.

με ένα πρόγραμμα πάνω στην αλπική βιοποικιλότητα.

Here's one of our field sites,

Να ένα από τα σημεία έρευνάς μας

and just to give you a sense of perspective,

και για να σας δώσω απλά μια εικόνα

this little blue smudge here,

αυτό το μικρό μπλε σημάδι εδώ

that's one of my collaborators.

είναι ένας από τους συνεργάτες μου.

This is a rugged and barren landscape,

Το τοπίο είναι τραχύ και άγονο,

yet there are quite a few spiders here.

και γι' αυτό υπάρχουν αρκετές αράχνες εδώ.

Turning rocks over revealed this crab spider

Εάν γυρίσουμε τους βράχους θα ανακαλύψουμε αυτή την αράχνη-κάβουρα

grappling with a beetle.

η οποία παλεύει με ένα σκαθάρι.

Spiders are not just everywhere,

Οι αράχνες είναι παντού,

but they're extremely diverse.

και υπάρχουν και πάρα πολλά διαφορετικά είδη.

There are over 40,000 described species

Υπάρχουν πάνω από 40.000 καταγεγραμμένα είδη

of spiders.

αραχνών.

To put that number into perspective,

Για να καταλάβετε καλύτερα,

here's a graph comparing the 40,000

εδώ σας παραθέτω ένα γράφημα που συγκρίνει 40.000

species of spiders

είδη αραχνών

to the 400 species of primates.

από τα 400 είδη πρωτευόντων θηλαστικών.

There are two orders of magnitude more

Υπάρχουν 2 τάξεις μεγέθους, αλλά

spiders than primates.

οι αράχνες είναι πιο πολλές από τα πρωτεύοντα θηλαστικά.

Spiders are also extremely old.

Επίσης, οι αράχνες είναι πανάρχαιο είδος.

On the bottom here,

Εδώ στο κάτω μέρος

this is the geologic timescale,

είναι η γεωλογική χρονική κλίμακα,

and the numbers on it indicate millions

και οι αριθμοί ανταποκρίνονται σε εκατομμύρια

of years from the present, so the zero here,

χρόνια από το παρόν μέχρι το μηδέν εδώ,

that would be today.

το οποίο θα μπορούσε να είναι το σήμερα.

So what this figure shows is that spiders

Σύμφωνα με αυτό το σχεδιάγραμμα, η ύπαρξη των αραχνών

date back to almost 380 million years.

χρονολογείται πριν από 380 εκατομμύρια χρόνια.

To put that into perspective, this red

Για να το κατανοήσουμε, αυτή η κόκκινη

vertical bar here marks the divergence time

κάθετη γραμμή εκεί δείχνει το χρόνο απόκλισης

of humans from chimpanzees,

μεταξύ των ανθρώπων και των χιμπατζήδων,

a mere seven million years ago.

μόλις 7 εκατομμύρια χρόνια πριν.

All spiders make silk

Όλες οι αράχνες υφαίνουν μετάξι

at some point in their life.

σε κάποια χρονική στιγμή της ζωής τους.

Most spiders use copious amounts of silk,

Οι περισσότερες αράχνες χρησιμοποιούν μεγάλες ποσότητες μετάξι

and silk is essential to their survival

το οποίο είναι απαραίτητο στην επιβίωσή τους

and reproduction.

και στην αναπαραγωγή τους.

Even fossil spiders can make silk,

Ακόμα και οι απολιθωμένες αράχνες μπορούν να παράγουν μετάξι,

as we can see from this impression of

όπως μπορούμε να δούμε από την αποτύπωση

a spinneret on this fossil spider.

ενός νηματοειδούς αδένα σε αυτό το απολίθωμα αράχνης.

So this means that both spiders

Αυτό σημαίνει ότι και οι αράχνες

and spider silk have been around

αλλά και το μετάξι τους χρονολογούνται

for 380 million years.

γύρω στα 380 εκατομμύρια χρόνια.

It doesn't take long from working with spiders

'Όταν ξεκινήσαμε να μελετάμε τις αράχνες,

to start noticing how essential silk is

δεν αργήσαμε να διαπιστώσαμε πόσο σημαντικό είναι το μετάξι

to just about every aspect of their life.

σε κάθε πτυχή της ζωής τους.

Spiders use silk for many purposes, including

Οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για πολλούς λόγους, μεταξύ άλλων είναι

the trailing safety dragline,

η παραγωγή ενός νήματος ανέλκυσης για την ασφάλεια τους

wrapping eggs for reproduction,

η προστασία των αυγών για την αναπαραγωγή τους,

protective retreats

η προστατευμένη υποχώρηση,

and catching prey.

και η σύλληψη της λείας τους.

There are many kinds of spider silk.

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη μεταξιού αράχνης.

For example, this garden spider can make

Για παράδειγμα αυτή η αράχνη κήπων μπορεί να υφάνει

seven different kinds of silks.

7 διαφορετικά είδη μεταξιού.

When you look at this orb web, you're actually

Αν παρατηρήσετε αυτόν τον σφαιρικό ιστό, μπορείτε να δείτε

seeing many types of silk fibers.

πολλά διαφορετικά είδη μεταξένιων ινών.

The frame and radii of this web

Το πλαίσιο και οι ακτίνες αυτού του ιστού

is made up of one type of silk,

είναι κατασκευασμένες από ένα είδους μεταξιού,

while the capture spiral is a composite

ενώ η τελική σπείρα σύλληψης είναι ένα μείγμα

of two different silks:

από 2 διαφορετικά είδη μεταξιού:

the filament and the sticky droplet.

το νήμα και το κολλώδες σταγονίδιο.

How does an individual spider

Πώς μια αράχνη μπορεί να

make so many kinds of silk?

παράγει τόσα πολλά είδη μεταξιού;

To answer that, you have to look a lot closer

Για να σας απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα πρέπει να κοιτάξουμε ακόμα πιο κοντά

at the spinneret region of a spider.

σην περιοχή του νηματοειδούς αδένα της αράχνης.

So silk comes out of the spinnerets, and for

Το μετάξι βγαίνει από το νηματοειδή αδένα και

those of us spider silk biologists, this is what

και για εμάς-τους βιολόγους που ασχολούμαστε με το μετάξι της αράχνης - είναι αυτό

we call the "business end" of the spider. (Laughter)

που λέμε «ο χώρος της επιχείρησης» της αράχνης. (Γέλια)

We spend long days ...

Περνάμε πολλές μέρες

Hey! Don't laugh. That's my life.

Μη γελάτε! Αυτή είναι η ζωή μου.

(Laughter)

(Γέλια)

We spend long days and nights

Περνάμε μέρες και νύχτες

staring at this part of the spider.

παρατηρώντας αυτό το σημείο της αράχνης.

And this is what we see.

Και να τι βλέπουμε.

You can see multiple fibers

Μπορείτε να δείτε πολλάπλες ίνες

coming out of the spinnerets, because

να βγαίνουν από τους νηματοειδείς αδένες γιατί

each spinneret has many spigots on it.

κάθε νηματοειδής αδένας έχει πολλές υποδοχές πάνω του.

Each of these silk fibers exits from the spigot,

Καθεμιά από αυτές τις ίνες μεταξιού βγαίνει από την υποδοχή,

and if you were to trace the fiber back

και εάν παρατηρήσουμε τη διαδρομή του μεταξιού

into the spider, what you would find is that

θα διαπιστώσουμε ότι στο εσωτερικό της αράχνης θα βρούμε

each spigot connects to its own individual

ότι κάθε υποδοχή συνδέεται με το δικό της

silk gland. A silk gland kind of looks like a sac

μεταξογόνο αδένα. Ένας μεταξογόνος αδένας μοιάζει με σάκο

with a lot of silk proteins stuck inside.

ο οποίος εμπεριέχει πολλές κολλώδεις πρωτεΐνες μεταξιού.

So if you ever have the opportunity to dissect

Εάν είχατε ποτέ την ευκαιρία να διαμελίσετε

an orb-web-weaving spider,

μια αράχνη η οποία κατασκευάζει σφαιρικό ιστό,

and I hope you do,

και μακάρι να το κάνατε

what you would find is a bounty

αυτό που θα βρίσκατε θα ήταν

of beautiful, translucent silk glands.

πολλούς, όμορφους και ημιδιαφανείς μεταξογόνους αδένες.

Inside each spider, there are hundreds

Μέσα σε κάθε αράχνη, υπάρχουν εκατοντάδες

of silk glands, sometimes thousands.

μεταξογόνοι αδένες, και σε μερικές περιπτώσεις ακόμα και χιλιάδες.

These can be grouped into seven categories.

Μπορούν να χωριστούν σε 7 κατηγορίες.

They differ by size, shape,

Διαφέρουν σε μέγεθος, σε σχήμα

and sometimes even color.

και μερικές φορές ακόμα και σε χρώμα.

In an orb-web-weaving spider,

Σε μια αράχνη η οποία κατασκευάζει σφαιρικό ιστό

you can find seven types of silk glands,

μπορούμε να βρούμε 7 είδη μεταξογόνων αδένων

and what I have depicted here in this picture,

-αυτό έχω αποτυπώσει σε αυτή την εικόνα.

let's start at the one o'clock position,

Ας ξεκινήσουμε από τα δεξιά προς τα αριστερά -όπως οι δείχτες του ρολογιού-

there's tubuliform silk glands, which are used

αυτοί είναι οι σωληνοειδείς μεταξογόνοι αδένες οι οποίοι χρησιμοποιούνται για να

to make the outer silk of an egg sac.

παράγουν το εξωτερικό μετάξι του κουκουλιού για τα αυγά τους.

There's the aggregate and flagelliform silk

Υπάρχουν οι σύνθετοι και οι μαστιγοειδείς μεταξογόνοι

glands which combine to make the sticky

αδένες οι οποίοι συνδυάζονται για να παράγουν την κολλώδη

capture spiral of an orb web.

σπείρα σύλληψης ενός σφαιρικού ιστού.

Pyriform silk glands make the attachment

Οι απιοειδείς μεταξογόνοι αδένες παράγουν το τσιμέντο

cement -- that's the silk that's used to adhere

σύνδεσης το οποίο είναι το μετάξι που χρησιμοποιείται για να ενώσει

silk lines to a substrate.

τις μεταξωτές γραμμές σε ένα υπόστρωμα.

There's also aciniform silk,

Υπάρχει επίσης το λοβοειδές μετάξι

which is used to wrap prey.

το οποίο χρησιμποποιείται για να συλλάβει τη λεία της.

Minor ampullate silk is used in web construction.

H ελάσσων φύσιγγα μεταξιού χρησιμοποιείται στην κατασκευή του ιστού.

And the most studied silk line

Και η πιο μελετημένη γραμμή μεταξιού

of them all: major ampullate silk.

από όλες είναι η μείζουσα φύσιγγα μεταξιού.

This is the silk that's used to make the frame

Αυτό είναι το μετάξι το οποίο χρησιμοποιείται για να φτιάξει το πλαίσιο

and radii of an orb web, and also

και τις ακτίνες του σφαιροειδούς ιστού και επίσης

the safety trailing dragline.

το προστατευτικό νήμα ανέλκυσης.

But what, exactly, is spider silk?

Αλλά τι ακριβώς είναι το μετάξι της αράχνης;

Spider silk is almost entirely protein.

Το μετάξι της αράχνης είναι όλο σχεδόν μια πρωτεΐνη.

Nearly all of these proteins can be explained

Όλες σχεδόν αυτές οι πρωτεΐνες ανήκουν

by a single gene family,

στην ίδια γονιδιακή οικογένεια,

so this means that the diversity of silk types

αυτό σημαίνει ότι η ποικιλία των ειδών του μεταξιού,

we see today is encoded by one gene family,

που παρατηρούμε σήμερα κωδικοποιούνται από μία και μοναδική οικογένεια γονιδίων,

so presumably the original spider ancestor

έτσι, υποθέτουμε ότι ο αυθεντικός πρόγονος της αράχνης

made one kind of silk,

παρήγαγε μόνο ένα είδος μεταξιού

and over the last 380 million years,

και κατά την διάρκεια των τελευταίων 380 εκατομμυρίων χρόνων

that one silk gene has duplicated

αυτό το μοναδικό γονίδιο μεταξιού πολλαπλασιάστηκε,

and then diverged, specialized,

έπειτα διαφοροποιήθηκε, ειδικεύτηκε

over and over and over again, to get

ξανά και ξανά για να αποκτήσει

the large variety of flavors of spider silks

μια μεγάλη ποικιλία από είδη μεταξιών αράχνης

that we have today.

που έχουμε σήμερα.

There are several features that all these silks

Τα διαφορετικά είδη μεταξιού έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά

have in common. They all have a common

μεταξύ τους. Όλα έχουν το ίδιο

design, such as they're all very long --

σχέδιο - αφού είναι όλα πολύ μακριά -

they're sort of outlandishly long

και είναι αφύσικα μακριά

compared to other proteins.

σε σχέση με τις υπόλοιπες πρωτεΐνες.

They're very repetitive, and they're very rich

Επαναλαμβάνονται συνέχεια και όλα είναι πολύ πλούσια σε

in the amino acids glycine and alanine.

αμινοξέα, γλυκίνη και αλανίνη.

To give you an idea of what

Για να σας δώσω μια ιδέα για το

a spider silk protein looks like,

πώς φαίνεται μια πρωτεΐνη μεταξιού αράχνης

this is a dragline silk protein,

εδώ είναι μια πρωτεΐνη του νήματος ανέλκυσης,

it's just a portion of it,

είναι μια μικρή ποσότητα

from the black widow spider.

από την αράχνη 'μαύρη χήρα'.

This is the kind of sequence that I love

Αυτή είναι η ακολουθία που μου αρέσει

looking at day and night. (Laughter)

να παρατηρώ μέρα και νύχτα. (Γέλια)

So what you're seeing here is the one letter

Αυτό που παρατηρείτε εδώ είναι ένα γράμμα

abbreviation for amino acids, and I've colored

το οποίο είναι η συντομογραφία για τα αμινοξέα, και με το πράσινο

in the glycines with green,

χρώμα συμβολίζω τις γλυκίνες

and the alanines in red, and so

και με το κόκκινο την αλανίνη και γι' αυτό

you can see it's just a lot of G's and A's.

μπορείτε να δείτε πολλά G και A.

You can also see that there's a lot of short

Μπορείτε να παρατηρήσετε, επίσης, ότι υπάρχουν

sequence motifs that repeat over and over

πολλά μοτίβα αλληλουχίας τα οποία επαναλαμβάνονται ξανά

and over again, so for example there's a lot of

και ξανά, για παράδειγμα υπάρχουν πολλά από αυτά

what we call polyalanines, or iterated A's,

που ονομάζουμε πολυαλανίνες, δηλαδή αυτά τα επαναλαμβανόμενα Α,

AAAAA. There's GGQ. There's GGY.

ΑΑΑ.Υπάρχουν τα GGQ και τα GGY.

You can think of these short motifs

Φανταστείτε ότι αυτά τα σύντομα μοτίβα

that repeat over and over again as words,

τα οποία επαναλαμβάνονται ξανά και ξανά όπως οι λέξεις,

and these words occur in sentences.

και όλες αυτές οι λέξεις σχηματίζουν φράσεις.

So for example this would be one sentence,

Έτσι για παράδειγμα, αυτό θα μπορούσε να ήταν μία φράση,

and you would get this sort of green region

και θα μπορούσατε να υποθέσετε ότι αυτή η πράσινη περιοχή

and the red polyalanine, that repeats

και η κόκκινη πολυαλανίνη, επαναλαμβάνονται

over and over and over again,

ξανά και ξανά

and you can have that hundreds and

και ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν εκατοντάδες,

hundreds and hundreds of times within

εκατοντάδων φορών

an individual silk molecule.

σε ένα μόνο μόριο μεταξιού.

Silks made by the same spider can have

Τα είδη των μεταξιών τα οποία παράγονται από την ίδια αράχνη μπορούν να έχουν

dramatically different repeat sequences.

πάρα πολλές διαφορετικές επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες.

At the top of the screen, you're seeing

Στο πάνω μέρος της οθόνης, βλέπετε

the repeat unit from the dragline silk

την επαναλαμβανόμενη ενότητα από το νήμα ανέλκυσης

of a garden argiope spider.

μιας Αργιόπης, αράχνης κήπου.

It's short. And on the bottom,

Είναι σύντομη. Και στην κάτω πλευρά

this is the repeat sequence for the

είναι η επαναλαμβανόμενη αλληλουχία για την

egg case, or tubuliform silk protein,

θήκη για τα αυγά, ή την σωληνοειδής πρωτεΐνη μεταξιού,

for the exact same spider. And you can see

για την ίδια ακριβώς αράχνη. Και μπορείτε να δείτε

how dramatically different

πόσο πολύ διαφορετικές

these silk proteins are -- so this is

είναι αυτές οι πρωτεΐνες μεταξιού - αλλά αυτή είναι

sort of the beauty of the diversification

η ομορφιά της διαφοροποίησης

of the spider silk gene family.

της οικογένειας γονιδίων μεταξιού της αράχνης.

You can see that the repeat units differ

Μπορείτε να διαπιστώσετε ότι οι επαναλαμβανόμενες ενότητες διαφέρουν

in length. They also differ in sequence.

σε μήκος. Διαφέρουν επίσης και σε αλληλουχία.

So I've colored in the glycines again

Γι' αυτό το λόγο, αποτύπωσα τη γλυκίνη ξανά

in green, alanine in red, and the serines,

με πράσινο, την αλανίνη με κόκκινο και τη σερίνη

the letter S, in purple. And you can see

με το γράμμα S, με μωβ. Μπορείτε να δείτε

that the top repeat unit can be explained

ότι η πρώτη επαναλαμβανόμενη ενότητα αποτυπώνεται

almost entirely by green and red,

όλη σχεδόν με πράσινο και κόκκινο,

and the bottom repeat unit has

και η τελευταία επαναλαμβανόμενη ενότητα έχει

a substantial amount of purple.

ένα σημαντικό ποσοστό μωβ.

What silk biologists do is we try to relate

Αυτό που προσπαθούμε να πετύχουμε, οι βιολόγοι, είναι να συσχετίσουμε

these sequences, these amino acid

αυτές τις αλληλουχίες, αυτές τις αλληλουχίες

sequences, to the mechanical properties

αμινοξέων σε μηχανικές ιδιότητες

of the silk fibers.

των ινών του μεταξιού.

Now, it's really convenient that spiders use their silk

Βέβαια, είναι πολύ βολικό ότι οι αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι τους

completely outside their body.

τελείως έξω από το σώμα τους.

This makes testing spider silk really, really

Αυτό μας βοηθάει να εξετάσουμε το μετάξι

easy to do in the laboratory, because

στο εργαστήριο πολύ εύκολα, γιατί

we're actually, you know, testing it in air

το εξετάζουμε, όπως καταλαβαίνετε σε φυσικό περιβάλλον

that's exactly the environment that

εξάλλου αυτό ακριβώς είναι το περιβάλλον μέσα στο οποίο

spiders are using their silk proteins.

οι αράχνες χρησιμοποιούν τις πρωτεΐνες μεταξιού.

So this makes quantifying silk properties by

Έτσι αυτό κάνει την ποσοτική μέτρηση των ιδιοτήτων του μεταξιού

methods such as tensile testing, which is

όπως είναι η δοκιμή εφελκυσμού, η οποία, για να καταλάβετε, είναι

basically, you know, tugging on one end

το τράβηγμα της μιας άκρης

of the fiber, very amenable.

της ίνας, πολύ εύκολο.

Here are stress-strain curves

Εδώ βλέπετε κάποιες καμπύλες τάσης παραμόρφωσης,

generated by tensile testing

οι οποίες έχουν παραχθεί από την δοκιμή εφελκυσμού

five fibers made by the same spider.

5 ινών οι οποίες έχουν φτιαχτεί από την ίδια αράχνη.

So what you can see here is that

Έτσι αυτό που μπορείτε να δείτε εδώ είναι

the five fibers have different behaviors.

ότι οι πέντε ίνες έχουν διαφορετικές συμπεριφορές.

Specifically, if you look on the vertical axis,

Πιο συγκεκριμένα, εάν προσέξετε τον κάθετο άξονα

that's stress. If you look at the maximum

θα δείτε την τάση. Εάν παρατηρήσετε το μέγιστο

stress value for each of these fibers,

βαθμό παραμόρφωσης για καθεμιά από αυτές τις ίνες

you can see that there's a lot of variation,

μπορείτε να δείτε ότι υπάρχουν πολλές διακυμάνσεις

and in fact dragline, or major ampullate silk,

και για την ακρίβεια το νήμα ανέλκυσης ή η μείζουσα φύσιγγα μεταξιού.

is the strongest of these fibers.

είναι η πιο ανθεκτική από αυτές τις ίνες.

We think that's because the dragline silk,

Υποθέτουμε ότι αυτό συμβαίνει γιατί το νήμα ανέλκυσης

which is used to make the frame and radii

το οποίο χρησιμοποιείται για να κατασκευάσει το πλαίσιο και την ακτίνα

for a web, needs to be very strong.

για έναν ιστό, πρέπει να είναι πολύ δυνατό.

On the other hand, if you were to look at

Από την άλλη πλευρά, εάν κοιτάξετε την

strain -- this is how much a fiber can be

παραμόρφωση - δηλαδή το πόσο μπορεί μια ίνα να

extended -- if you look at the maximum value

επιμηκυνθεί - θα δείτε ότι η μέγιστη τιμή της,

here, again, there's a lot of variation

εδώ έχει πάλι, πολλές διακυμάνσεις

and the clear winner is flagelliform,

και ο "νικητής" είναι οι μαστιγοειδείς αδένες μεταξιού

or the capture spiral filament.

ή το σπειροειδές νήμα σύλληψης.

In fact, this flagelliform fiber can

Στην πραγματικότητα, η ίνα των μαστιγοειδών αδένων μεταξιού μπορεί

actually stretch over twice its original length.

να επιμηκυνθεί για την ακρίβεια 2 φορές το αρχικό της μέγεθος.

So silk fibers vary in their strength

Έτσι οι ίνες του μεταξιού διαφέρουν τόσο στην αντοχή

and also their extensibility.

αλλά και στην ιδιότητά τους να επιμηκύνονται.

In the case of the capture spiral,

Η σπείρα σύλληψης

it needs to be so stretchy to absorb

πρέπει να είναι ελαστική για να αντέξει

the impact of flying prey.

την επίδραση της ιπτάμενης λείας.

If it wasn't able to stretch so much, then

Εάν δεν μπορούσε να επιμηκυνθεί τόσο,

basically when an insect hit the web,

τότε το έντομο το οποίο θα έπεφτε στον ιστό,

it would just trampoline right off of it.

απλά θα έκανε ταλάντωση πάνω του και θα έφευγε.

So if the web was made entirely out of

Έτσι εάν ο ιστός ήταν φτιαγμένος εξ' ολοκλήρου από

dragline silk, an insect is very likely to just

νήμα ανέλκυσης, είναι πολύ πιθανό το έντομο

bounce right off. But by having really, really

απλά ν' αναπηδούσε. Αλλά το μετάξι της σπείρας σύλληψης

stretchy capture spiral silk, the web is actually

έχει πολύ μεγάλη ελαστικότητα

able to absorb the impact

και γι' αυτό μπορεί να αντέξει την αλληλεπίδραση

of that intercepted prey.

με τη λεία.

There's quite a bit of variation within

Υπάρχουν αρκετές διαφοροποιήσεις ανάμεσα

the fibers that an individual spider can make.

στις διαφορετικές ίνες τις οποίες παράγει μια αράχνη.

We call that the tool kit of a spider.

Είναι θα λέγαμε τα εργαλεία μιας αράχνης.

That's what the spider has

Γι' αυτό η αράχνη πρέπει

to interact with their environment.

να αλληλεπιδράσει με το περιβάλλον.

But how about variation among spider

Αλλά τι γίνεται με τις διαφοροποιήσεις που υπάρχουν ανάμεσα

species, so looking at one type of silk

στα είδη αραχνών; Δηλαδή αν συγκρίνουμε το ίδιο είδος μεταξιού

and looking at different species of spiders?

σε διαφορετικά είδη αραχνών;

This is an area that's largely unexplored

Αυτό είναι ένα μονοπάτι το οποίο δεν έχει εξερευνηθεί πολύ

but here's a little bit of data I can show you.

αλλά υπάρχουν κάποια δεδομένα τα οποία μπορώ να σας δείξω.

This is the comparison of the toughness

Αυτή είναι η σύγκριση της αντοχής

of the dragline spilk spun

του νήματος ανέλκυσης

by 21 species of spiders.

σε 21 είδη αραχνών.

Some of them are orb-weaving spiders and

Μερικές από αυτές τις αράχνες υφαίνουν ιστό σε σχήμα σφαίρας

some of them are non-orb-weaving spiders.

και μερικές όχι.

It's been hypothesized that

Υποτίθεται ότι

orb-weaving spiders, like this argiope here,

οι αράχνες οι οποίες κατασκευάζουν ιστούς σε σχήμα σφαίρας, όπως η Αργιόπη

should have the toughest dragline silks

θα έπρεπε να έχουν το πιο ανθεκτικό νήμα ανέλκυσης

because they must intercept flying prey.

επειδή πρέπει να συλλαμβάνουν ιπτάμενες λείες.

What you see here on this toughness graph

Σε αυτό το γράφημα το οποίο απεικονίζει την αντοχή

is the higher the black dot is on the graph,

βλέπετε ότι όσο πιο ψηλά είναι η μαύρη κουκκίδα τόσο πιο

the higher the toughness.

υψηλά είναι και τα επίπεδα αντοχής.

The 21 species are indicated here by this

Τα 21 είδη τα οποία βλέπετε εδώ κατηγοριοποιούνται βάσει

phylogeny, this evolutionary tree, that shows

της φυλογένειας, αυτό το εξελικτικό δέντρο, το οποίο αποτυπώνει

their genetic relationships, and I've colored

τις γενετικές τους σχέσεις, και στο οποίο απεικονίζονται

in yellow the orb-web-weaving spiders.

με κίτρινο οι αράχνες οι οποίες κατασκευάζουν ιστό σε σχήμα σφαίρας.

If you look right here at the two red arrows,

Εάν κοιτάξετε στο δεξιό μέρος εδώ στα 2 κόκκινα βέλη,

they point to the toughness values

δείχνουν τα επίπεδα αντοχής

for the draglines of nephila clavipes and

από το νήμα ανέλκυσης της αράχνης nephila clavipes και της

araneus diadematus.

araneus diadematus.

These are the two species of spiders

Αυτά είναι 2 είδη αραχνών τα οποία

for which the vast majority of time and money

έχουν αποσπάσει το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου και των χρημάτων

on synthetic spider silk research has been

στην έρευνα για το συνθετικό μετάξι αραχνών και πιο συγκεκριμένα

to replicate their dragline silk proteins.

για την αναπαραγωγή των πρωτεϊνών του νήματος ανέλκυσης.

Yet, their draglines are not the toughest.

Και όμως, τα νήματα ανέλκυσης δεν είναι τα πιο ανθεκτικά.

In fact, the toughest dragline in this survey

Στην πραγματικότητα το πιο σκληρό νήμα ανέλκυσης σε αυτή την έρευνα

is this one right here in this white region,

είναι αυτό εδώ σε αυτή τη λευκή περιοχή,

a non orb-web-weaving spider.

μιας αράχνης που δεν κατασκευάζει τον ιστό της σε σχήμα σφαίρας.

This is the dragline spun by scytodes,

Αυτό είναι το νήμα ανέλκυσης που παράγεται από την αράχνη Scytodes

the spitting spider.

του είδους spitting.

Scytodes doesn't use a web at all

Η αράχνη Scytodes δε χρησιμοποιεί τον ιστό

to catch prey. Instead, scytodes

για να συλλάβει τη λεία της. Αλλά

sort of lurks around and waits for prey

κρύβεται και περιμένει να πλησιάσει

to get close to it, and then immobilizes prey

η λεία και έπειτα την ακινητοποιεί

by spraying a silk-like venom onto that insect.

και την ψεκάζει με ένα μετάξι σαν δηλητήριο.

Think of hunting with silly string.

Είναι σαν να κυνηγάει με ένα λεπτό νήμα.

That's how scytodes forages.

Έτσι τρέφεται η Scytodes.

We don't really know why scytodes

Δεν έχουμε καταλάβει γιατί η Scytodes

needs such a tough dragline,

χρειάζεται τόσο ανθεκτικό νήμα ανέλκυσης,

but it's unexpected results like this that make

αλλά αυτά τα απροσδόκητα αποτελέσματα

bio-prospecting so exciting and worthwhile.

κάνουν την βιοπροοπτική συναρπαστική και ενδιαφέρουσα.

It frees us from the constraints

Μας απελευθερώνει από τα δεσμά

of our imagination.

της φαντασίας μας.

Now I'm going to mark on

Τώρα θα εστιάσω

the toughness values for nylon fiber,

στα επίπεδα αντοχής της νάυλον ίνας

bombyx -- or domesticated silkworm silk --

bombyx - ή αλλιώς το μετάξι του μεταξοσκώληκα -

wool, Kevlar, and carbon fibers.

της μάλλινης, της Κέβλαρ ή της ίνας του άνθρακα.

And what you can see is that nearly

Όπως μπορείτε να δείτε, όλα

all the spider draglines surpass them.

τα νήματα ανέλκυσης των αραχνών, τα ξεπερνούν.

It's the combination of strength, extensibility

Ο συνδυασμός δύναμης, ελαστικότητας

and toughness that makes spider silk so

και αντοχής κάνει το μετάξι της αράχνης τόσο

special, and that has attracted the attention

διαφορετικό και έχει τραβήξει την προσοχή

of biomimeticists, so people that turn

των ειδικών της βιομιμητικής, ώστε οι άνθρωποι οι οποίοι στρέφονται

to nature to try to find new solutions.

στη φύση να μπορούν να βρουν νέες λύσεις.

And the strength, extensibility and toughness

Και η δύναμη, η ελαστικότητα και η αντοχή

of spider silks combined with the fact that

του μεταξιού της αράχνης σε συνδυασμό με το γεγονός ότι

silks do not elicit an immune response,

τα μετάξια δεν προκαλούν ανοσολογική απόκριση,

have attracted a lot of interest in the use

ελκύουν πολύ το ενδιαφέρον στη χρήση

of spider silks in biomedical applications,

των μεταξιών της αράχνης στην βιοîατρικές εφαρμογές,

for example, as a component of

για παράδειγμα, σαν συστατικό για

artificial tendons, for serving as

τεχνητούς τένοντες, για τη χρήση τους

guides to regrow nerves, and for

σαν οδηγών για την επανάπτυξη των νεύρων και για

scaffolds for tissue growth.

τη βάση για την ανάπτυξη των ιστών.

Spider silks also have a lot of potential

Τα μετάξια της αράχνης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν

for their anti-ballistic capabilities.

για τις αντιβαλλιστικές τους ικανότητες.

Silks could be incorporated into body

Το μετάξι μπορεί να ενσωματωθεί στο σώμα

and equipment armor that would be more

και να το θωρακίσει προκειμένου να είναι πιο

lightweight and flexible

ελαφρύ και πιο ελαστικό

than any armor available today.

από οποιαδήποτε άλλη πανοπλία σήμερα.

In addition to these biomimetic

Προσωπικά θεωρώ ότι είναι πολύ συναρπαστικό

applications of spider silks,

να μελετάω τόσο τις βιομιμητικές εφαρμογές

personally, I find studying spider silks

αλλά και τις

just fascinating in and of itself.

ιδιότητες των αραχνών.

I love when I'm in the laboratory,

Χαίρομαι πολύ να είμαι στο εργαστήριο

a new spider silk sequence comes in.

και να βλέπω να φτάνει μια νέα αλληλουχία από μετάξι αράχνης.

That's just the best. (Laughter)

Αυτό είναι το καλύτερό μου. (Γέλια)

It's like the spiders are sharing

Είναι σαν οι αράχνες να μοιράζονται

an ancient secret with me, and that's why

ένα αρχαίο μυστικό με εμένα, και γι' αυτό

I'm going to spend the rest of my life

θα περάσω την υπόλοιπη ζωή μου

studying spider silk.

παρατηρώντας τον ιστό της αράχνης.

The next time you see a spider web,

Την επόμενη φορά που θα δείτε έναν ιστό αράχνης,

please, pause and look a little closer.

σας παρακαλώ σταματήσετε και παρατηρήστε τον από κοντά.

You'll be seeing one of the most

Θα δείτε ένα από τα πιο

high-performance materials known to man.

ανθεκτικά υλικά, τα οποία είναι γνωστά στον άνθρωπο.

To borrow from the writings

Θα δανειστώ μια έκφραση από τα βιβλία

of a spider named Charlotte,

από μια αράχνη που λεγόταν Σάρλοτ,

silk is terrific.

το μετάξι είναι εκπληκτικό.

Thank you. (Applause)

Ευχαριστώ. ( Χειροκρότημα)

(Applause)

(Χειροκρότημα)