Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

Cheryl Hayashi: La splendeur de la soie d'araignée

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2011-12-07 ・ TED


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Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

Cheryl Hayashi: La splendeur de la soie d'araignée

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TED


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Amélie Gourdon Relecteur: Anna Cristiana Minoli
00:16
I'm here to spread the word about the
0
16260
2000
Je suis ici pour répandre la nouvelle
00:18
magnificence of spiders
1
18260
2000
de la splendeur des araignées
00:20
and how much we can learn from them.
2
20260
3000
et de combien nous pouvons apprendre d'elles.
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
23260
2000
Les araignées sont réellement des citoyennes globales.
00:25
You can find spiders in nearly
4
25260
2000
Vous pouvez trouver les araignées dans
00:27
every terrestrial habitat.
5
27260
2000
presque tous les habitats terrestres.
00:29
This red dot marks
6
29260
2000
Ce point rouge indique
00:31
the Great Basin of North America,
7
31260
2000
le Grand Bassin des États-Unis,
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
33260
2000
et là je suis impliquée avec des collaborateurs
00:35
project there with some collaborators.
9
35260
2000
dans un projet sur la biodiversité alpine.
00:37
Here's one of our field sites,
10
37260
2000
Voici un de nos terrains de recherches,
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
39260
2000
et juste pour vous donner une idée,
00:41
this little blue smudge here,
12
41260
2000
cette petite trace bleue ici,
00:43
that's one of my collaborators.
13
43260
2000
c'est un de mes collaborateurs.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
45260
3000
C'est un paysage accidenté et aride,
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
48260
2000
et pourtant il y a un certain nombre d'araignées ici.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
50260
4000
Si on retourne les rochers on trouve cette araignée-crabe
00:54
grappling with a beetle.
17
54260
2000
luttant avec ce scarabée.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
56260
3000
Les araignées ne sont pas juste partout,
00:59
but they're extremely diverse.
19
59260
2000
elles sont également très diversifiées.
01:01
There are over 40,000 described species
20
61260
3000
Il y a plus de 40 000 espèces
01:04
of spiders.
21
64260
1000
d'araignées décrites.
01:05
To put that number into perspective,
22
65260
2000
Pour mettre ce nombre en perspective,
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
67260
2000
voici un graphique comparant
01:09
species of spiders
24
69260
2000
les 40 000 espèces d'araignées
01:11
to the 400 species of primates.
25
71260
2000
avec les 400 espèces de primates.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
73260
2000
Il y a plus d'araignées que de primates
01:15
spiders than primates.
27
75260
2000
par deux ordres de grandeur.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
77260
4000
Les araignées sont aussi très vieilles.
01:21
On the bottom here,
29
81260
2000
En bas-ici
01:23
this is the geologic timescale,
30
83260
2000
se trouve l'échelle des temps géologiques,
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
85260
2000
et les nombres y indiquent les millions
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
87260
2000
d'années depuis le présent, donc le zéro ici,
01:29
that would be today.
33
89260
2000
ce serait aujourd'hui.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
91260
3000
Donc cette figure montre que les araignées
01:34
date back to almost 380 million years.
35
94260
4000
remontent presque à 380 millions d'années.
01:38
To put that into perspective, this red
36
98260
2000
Pour vous donner une mesure, cette barre
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
100260
3000
rouge ici indiquent le moment de la divergence
01:43
of humans from chimpanzees,
38
103260
3000
des humains depuis la ligne des chimpanzés,
01:46
a mere seven million years ago.
39
106260
3000
il y a seulement 7 millions d'années.
01:49
All spiders make silk
40
109260
2000
Toutes les araignées font de la soie
01:51
at some point in their life.
41
111260
2000
à un moment dans leur vie.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
113260
3000
La plupart des araignées utilisent une quantité abondante de soie,
01:56
and silk is essential to their survival
43
116260
2000
et la soie est essentielle à leur survie
01:58
and reproduction.
44
118260
2000
et à leur reproduction.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
120260
2000
Même les araignées fossiles peuvent produire de la soie,
02:02
as we can see from this impression of
46
122260
2000
comme nous pouvons le voir avec cette impression
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
124260
3000
d'une filière dans cette araignée fossile.
02:07
So this means that both spiders
48
127260
2000
Cela veut donc dire qu'à la fois les araignées
02:09
and spider silk have been around
49
129260
2000
et la soie d'araignée existent
02:11
for 380 million years.
50
131260
4000
depuis 380 millions d'années.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
136260
3000
Quand on travaille avec les araignées, très vite
02:19
to start noticing how essential silk is
52
139260
3000
on commence à remarquer à quel point la soie est simplement
02:22
to just about every aspect of their life.
53
142260
3000
essentielle dans tous les aspects de leur vie.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
145260
3000
Les araignées utilisent la soie avec de multiples buts, dont
02:28
the trailing safety dragline,
55
148260
2000
le câble de sécurité pour ramper,
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
150260
3000
enrober les œufs pour la reproduction,
02:33
protective retreats
57
153260
2000
construire des abris protecteurs
02:35
and catching prey.
58
155260
2000
et attraper des proies.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
157260
2000
Il y a de nombreuses sortes de soie d'araignée.
02:39
For example, this garden spider can make
60
159260
3000
Par exemple, cette araignée de jardin peut faire
02:42
seven different kinds of silks.
61
162260
2000
sept différentes sortes de soie.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
164260
2000
Quand vous regardez cette toile orbitale, en fait
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
166260
3000
vous voyez différent types de fibres de soie.
02:49
The frame and radii of this web
64
169260
2000
Le cadre et les rayons de la toile
02:51
is made up of one type of silk,
65
171260
3000
sont faits d'une sorte de soie,
02:54
while the capture spiral is a composite
66
174260
2000
alors que la spirale de capture est un composite
02:56
of two different silks:
67
176260
2000
de deux soies différentes :
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
178260
3000
le filament et la gouttelette collante.
03:01
How does an individual spider
69
181260
3000
Comment une seule araignée
03:04
make so many kinds of silk?
70
184260
3000
fabrique autant de sortes de soie ?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
187260
2000
Pour répondre à cela, il faut regarder de plus près
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
189260
2000
la zone filière de l'araignée.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
191260
2000
Donc la soie sort de ces glandes filières,
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
193260
2000
et pour nous biologistes de la soie d'araignée,
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
195260
2000
c'est ce qu'on appelle le "côté commercial" de l'araignée. (Rires)
03:17
We spend long days ...
76
197260
2000
Nous passons de longues journées...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
199260
2000
Hé ! Ne riez pas. C'est ma vie.
03:21
(Laughter)
78
201260
2000
(Rires)
03:23
We spend long days and nights
79
203260
2000
Nous passons de longs jours et nuits
03:25
staring at this part of the spider.
80
205260
3000
à fixer cette partie de l'araignée.
03:28
And this is what we see.
81
208260
2000
Et voici ce que nous voyons.
03:30
You can see multiple fibers
82
210260
2000
Vous pouvez voir de multiples fibres
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
212260
3000
sortant des glandes filières,
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
215260
3000
car chaque glande filière a de nombreux robinets.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
218260
3000
Chacune de ces fibres de soie sort par un robinet,
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
221260
2000
et si vous deviez retracer la fibre
03:43
into the spider, what you would find is that
87
223260
3000
à l'intérieur de l'araignée, vous observeriez que
03:46
each spigot connects to its own individual
88
226260
2000
chaque robinet est connecté à sa propre glande à soie.
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
228260
3000
Une glande à soie ressemble à une sorte de sac
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
231260
3000
avec plein de protéines de soie à l'intérieur.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
234260
2000
Donc si vous avez un jour l'opportunité de disséquer
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
236260
2000
une araignée orbitèle,
03:58
and I hope you do,
93
238260
2000
et je l'espère pour vous,
04:00
what you would find is a bounty
94
240260
3000
ce que vous trouverez est une abondance
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
243260
3000
de magnifiques, translucides glandes à soie.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
246260
2000
À l'intérieur de chaque araignée, il y a des centaines
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
248260
3000
de glandes à soie, parfois des milliers.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
251260
3000
Elles peuvent être groupées en sept catégories.
04:14
They differ by size, shape,
99
254260
2000
Elles diffèrent par leur taille, leur forme,
04:16
and sometimes even color.
100
256260
2000
et parfois même leur couleur.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
258260
2000
Dans une araignée orbitèle,
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
260260
2000
vous pouvez trouver sept sortes de glandes à soie,
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
262260
2000
et ce que j'ai décrit dans cette image —
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
264260
3000
commençons à une heure —
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
267260
2000
il y a des glandes à soie tubulaires, utilisées
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
269260
2000
pour fabriquer l'extérieur d'un sac à œufs.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
271260
2000
Il y a les glandes à soie agrégées et flagelliformes,
04:33
glands which combine to make the sticky
108
273260
2000
qui se combinent pour fabriquer la spirale adhésive
04:35
capture spiral of an orb web.
109
275260
3000
de capture de l'araignée orbitèle.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
278260
2000
Les glandes à soie piriformes fabriquent
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
280260
3000
le ciment adhésif : c'est la soie utilisée
04:43
silk lines to a substrate.
112
283260
3000
pour attacher les lignes de soie à un substrat.
04:46
There's also aciniform silk,
113
286260
2000
Il y a aussi la soie aciniforme,
04:48
which is used to wrap prey.
114
288260
2000
utilisée pour enrober les proies.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
290260
2000
La soie ampullacée mineure est utilisée dans la construction de la toile.
04:52
And the most studied silk line
116
292260
2000
Et la ligne de soie la plus étudiée
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
294260
2000
d'entre toutes : la soie ampullacée majeure.
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
296260
2000
C'est la soie qui est utilisée pour fabriquer le cadre
04:58
and radii of an orb web, and also
119
298260
3000
et les rayons de la toile,
05:01
the safety trailing dragline.
120
301260
3000
ainsi que le câble de sécurité pour ramper.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
304260
3000
Mais qu'est exactement la soie d'araignée ?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
308260
3000
La soie d'araignée est presque entièrement de la protéine.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
311260
2000
Presque toutes ces protéines peuvent être expliquées
05:13
by a single gene family,
124
313260
3000
par une seule famille de gènes,
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
316260
2000
ce qui veut dire que la diversité dans les sortes de soie
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
318260
5000
observées aujourd'hui est codée par une seule famille de gènes.
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
323260
3000
On présume donc que l'ancêtre original de l'araignée
05:26
made one kind of silk,
128
326260
2000
fabriquait une sorte de soie,
05:28
and over the last 380 million years,
129
328260
3000
et au cours des 380 millions d'années,
05:31
that one silk gene has duplicated
130
331260
3000
cet unique gène à soie s'est dupliqué
05:34
and then diverged, specialized,
131
334260
3000
et a alors divergé, s'est spécialisé,
05:37
over and over and over again, to get
132
337260
3000
encore et encore et encore, pour obtenir
05:40
the large variety of flavors of spider silks
133
340260
2000
la large variété de parfums de soies d'araignée
05:42
that we have today.
134
342260
3000
que nous avons aujourd'hui.
05:45
There are several features that all these silks
135
345260
2000
Il y a plusieurs caractéristiques que toutes ces soies
05:47
have in common. They all have a common
136
347260
2000
ont en commun. Elles ont toutes une même
05:49
design, such as they're all very long --
137
349260
2000
forme, de sorte qu'elles sont très longues —
05:51
they're sort of outlandishly long
138
351260
3000
elles sont quelque peu bizarrement longues
05:54
compared to other proteins.
139
354260
2000
par rapport aux autres protéines.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
356260
3000
Elles sont très répétitives, et elles sont très riches
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
359260
3000
en glycine et alanine, des acides aminés.
06:02
To give you an idea of what
142
362260
2000
Pour vous donner une idée de
06:04
a spider silk protein looks like,
143
364260
2000
à quoi ressemble une protéine de soie d'araignée,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
366260
2000
voici la protéine du câble de soie —
06:08
it's just a portion of it,
145
368260
2000
c'en est juste une portion —
06:10
from the black widow spider.
146
370260
2000
de la veuve noire.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
372260
2000
C'est le genre de séquence que j'adore
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
374260
3000
regarder jour et nuit. (Rires)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
377260
2000
Donc, ce que vous voyez ici est l'abréviation
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
379260
2000
en une lettre des acides aminés, et j'ai colorié
06:21
in the glycines with green,
151
381260
2000
les glycines en vert,
06:23
and the alanines in red, and so
152
383260
2000
et les alanines en rouge.
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
385260
3000
Donc vous pouvez voir que c'est juste beaucoup de G et de A.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
388260
3000
Vous pouvez aussi voir qu'il y a beaucoup de courtes
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
391260
3000
séquences de motifs qui se répètent encore et encore
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
394260
2000
et encore : par exemple, il y a beaucoup
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
396260
3000
de ce qu'on appelle des polyalanines, ou A répétés,
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
399260
4000
AAAAA. Il y a GCQ. Il y a GCY.
06:43
You can think of these short motifs
159
403260
2000
Vous pouvez voir ces courts motifs
06:45
that repeat over and over again as words,
160
405260
3000
qui se répètent encore et encore comme des mots,
06:48
and these words occur in sentences.
161
408260
3000
et ces mots apparaissent dans des phrases.
06:51
So for example this would be one sentence,
162
411260
3000
Par exemple, cela serait une phrase,
06:54
and you would get this sort of green region
163
414260
2000
et vous auriez cette espèce de zone verte
06:56
and the red polyalanine, that repeats
164
416260
2000
et le polyalanine rouge, qui se répètent
06:58
over and over and over again,
165
418260
2000
encore et encore et encore,
07:00
and you can have that hundreds and
166
420260
2000
et vous pouvez avoir cela des centaines et
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
422260
2000
des centaines et des centaines de fois à l'intérieur
07:04
an individual silk molecule.
168
424260
2000
d'une simple molécule de soie.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
426260
2000
Les soies fabriquées par une même araignée peuvent avoir
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
428260
3000
des séquences de répétition radicalement différentes.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
431260
3000
En haut de l'écran, vous voyez
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
434260
3000
l'unité répétée dans le câble de soie
07:17
of a garden argiope spider.
173
437260
3000
d'une argiope — une araignée de jardin.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
440260
2000
C'est court. Et en bas,
07:22
this is the repeat sequence for the
175
442260
2000
c'est la séquence répétée pour
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
444260
2000
l'écrin à œufs, la protéine de soie tubuliforme,
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
446260
3000
pour exactement la même araignée. Et vous pouvez voir
07:29
how dramatically different
178
449260
2000
combien ces protéines de soie
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
451260
3000
sont radicalement différentes. D’une certaine façon,
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
454260
2000
c’est la beauté de la diversification
07:36
of the spider silk gene family.
181
456260
2000
de la famille des gènes à soie de l'araignée.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
458260
2000
Vous pouvez voir que les unités répétées diffèrent
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
460260
2000
en longueur. Elles diffèrent aussi dans leurs séquences.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
462260
2000
Donc j'ai encore colorié les glycines
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
464260
3000
en vert, l'alanine en rouge, et les sérines,
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
467260
3000
la lettre S, en violet. Et vous pouvez voir
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
470260
2000
que l'unité répétée en haut peut être expliquée
07:52
almost entirely by green and red,
188
472260
3000
presque entièrement en vert et en rouge,
07:55
and the bottom repeat unit has
189
475260
2000
et que l'unité répétée en bas
07:57
a substantial amount of purple.
190
477260
2000
a une quantité substantielle de violet.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
479260
3000
Ce que les biologistes de la soie font, c'est essayer de relier
08:02
these sequences, these amino acid
192
482260
2000
ces séquences, ces séquences d'acides aminés
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
484260
2000
aux propriétés mécaniques
08:06
of the silk fibers.
194
486260
2000
des fibres de soie.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
488260
3000
Maintenant, c'est vraiment pratique que les araignées utilisent leur soie
08:11
completely outside their body.
196
491260
2000
complètement hors de leur corps.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
493260
2000
Cela fait que tester la soie d'araignée est vraiment, vraiment
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
495260
2000
facile à faire en laboratoire, car
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
497260
3000
nous la testons en fait, vous savez, dans l'air
08:20
that's exactly the environment that
200
500260
2000
qui est exactement l'environnement
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
502260
2000
dans lequel les araignées utilisent leurs protéines de soie.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
504260
2000
Ainsi identifier les propriétés de la soie
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
506260
2000
par des méthodes comme les tests de résistance à l'étirement —
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
508260
2000
où, en gros, on tire un bout
08:30
of the fiber, very amenable.
205
510260
3000
de la fibre — très accommodant.
08:33
Here are stress-strain curves
206
513260
3000
Voici les courbes de stress et de tension
08:36
generated by tensile testing
207
516260
2000
générées en testant la résistance à l'étirement
08:38
five fibers made by the same spider.
208
518260
3000
de cinq fibres fabriquées par la même araignée.
08:41
So what you can see here is that
209
521260
3000
Donc vous pouvez voir ici que
08:44
the five fibers have different behaviors.
210
524260
3000
les cinq fibres ont des comportements différents.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
527260
2000
Spécifiquement, si vous regardez l'axe vertical,
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
529260
3000
c'est le stress. Si vous regardez la valeur
08:52
stress value for each of these fibers,
213
532260
2000
maximale de stress pour chacune de ces fibres,
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
534260
3000
vous pouvez voir qu'il y a beaucoup de variation,
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
537260
3000
et en fait le câble, ou soie ampullacée majeure,
09:00
is the strongest of these fibers.
216
540260
2000
est la plus forte des ces fibres.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
542260
3000
Nous pensons que c'est parce que la soie du câble,
09:05
which is used to make the frame and radii
218
545260
3000
utilisée pour fabriquer le cadre et les rayons
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
548260
2000
d'une toile, doivent être très résistants.
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
550260
2000
De l'autre côté, si vous deviez regarder
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
552260
2000
la tension — combien une fibre peut être
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
554260
2000
étirée — si vous regardez la valeur maximale
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
556260
3000
ici, encore une fois, il y a beaucoup de variation
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
559260
2000
et la nette gagnante est la fibre flagelliforme,
09:21
or the capture spiral filament.
225
561260
2000
le filament de la spirale de capture.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
563260
2000
En fait, la fibre flagelliforme peut en fait
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
565260
4000
s'étirer jusqu'à deux fois sa longueur originelle.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
569260
3000
Donc les fibres de soie varient par leur force
09:32
and also their extensibility.
229
572260
2000
et aussi par leur extensibilité.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
574260
2000
Dans le cas de la spirale de capture,
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
576260
2000
elle a besoin d'être aussi étirable pour absorber
09:38
the impact of flying prey.
232
578260
2000
l'impact de la proie qui vole.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
580260
2000
Si elle ne pouvait pas s'étirer autant,
09:42
basically when an insect hit the web,
234
582260
2000
en gros quand un insecte heurte la toile,
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
584260
2000
il sauterait juste dessus, comme sur un trampoline.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
586260
2000
Donc si la toile est entièrement faite de
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
588260
3000
soie de câble, un insecte va très probablement juste
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
591260
2000
rebondir aussitôt. Mais en ayant une spirale de capture
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
593260
2000
en soie vraiment, vraiment élastique, la toile peut
09:55
able to absorb the impact
240
595260
2000
en fait absorber l'impact
09:57
of that intercepted prey.
241
597260
3000
de la proie interceptée.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
600260
2000
Il y a beaucoup de variation parmi
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
602260
3000
les fibres qu'une seule araignée peut fabriquer.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
605260
3000
Nous appelons cela la boîte à outils de l'araignée.
10:08
That's what the spider has
245
608260
2000
C'est ce que l'araignée a
10:10
to interact with their environment.
246
610260
2000
pour interagir avec son environnement
10:12
But how about variation among spider
247
612260
2000
Mais qu'en est-il de la variation entre
10:14
species, so looking at one type of silk
248
614260
2000
les espèces d'araignées, donc si on regarde un type de soie
10:16
and looking at different species of spiders?
249
616260
3000
et différentes espèces d'araignées ?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
619260
2000
C'est un champ largement inexploré,
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
621260
4000
mais il y a quelques données que je peux vous montrer.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
625260
2000
Voici une comparaison de la solidité
10:27
of the dragline spilk spun
253
627260
2000
de la schappe du câble de soie
10:29
by 21 species of spiders.
254
629260
2000
dans 21 espèces d'araignées.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
631260
2000
Certaines sont des araignées orbitèles et
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
633260
3000
certaines sont non orbitèles.
10:36
It's been hypothesized that
257
636260
2000
L'hypothèse a été émise que
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
638260
3000
les araignées orbitèles, comme l'argiope ici,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
641260
2000
devrait avoir les câbles de soie les plus solides
10:43
because they must intercept flying prey.
260
643260
3000
parce qu'elles doivent intercepter des proies volantes.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
646260
3000
Ce que vous voyez ici sur ce graphique de la solidité,
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
649260
2000
c'est que plus le point noir est haut sur le graphique,
10:51
the higher the toughness.
263
651260
2000
plus la solidité est grande.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
653260
3000
Les 21 espèces sont indiquées ici par cet
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
656260
3000
arbre phylogénique, évolutionnaire, montrant
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
659260
2000
leurs relations génétiques ; j'ai colorié
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
661260
3000
en jaune les araignées orbitèles.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
664260
3000
Si vous regardez juste ici les deux flèches rouges,
11:07
they point to the toughness values
269
667260
3000
elles pointent vers les valeurs de solidité
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
670260
2000
pour les câbles de l'araignée Nephila clavipes
11:12
araneus diadematus.
271
672260
2000
et l'araignée Araneus diadematus [Épeire diadème].
11:14
These are the two species of spiders
272
674260
2000
Ce sont les deux espèces d'araignées sur lesquelles
11:16
for which the vast majority of time and money
273
676260
3000
on a dépensé la vaste majorité du temps et de l'argent
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
679260
3000
de la recherche sur la soie d'araignée synthétique,
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
682260
3000
afin de répliquer les protéines de leurs câbles de soie.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
685260
4000
Cependant leurs câbles ne sont pas les plus solides.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
689260
3000
En fait, le câble le plus solide dans cette étude
11:32
is this one right here in this white region,
278
692260
3000
est celui juste ici dans la zone blanche,
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
695260
2000
celui d'une araignée non orbitèle.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
697260
2000
Il s'agit de la schappe de la scytodes,
11:39
the spitting spider.
281
699260
2000
l'araignée cracheuse.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
701260
3000
La scytodes n'utilise pas du tout de toile
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
704260
2000
pour attraper ses proies. À la place, la scytodes
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
706260
3000
rôde en quelque sorte, et attend qu'une proie
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
709260
3000
s'approche, et alors elle immobilise la proie
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
712260
4000
en aspergeant l'insecte d'un venin semblable à de la soie.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
716260
3000
Imaginez chasser avec des stupides cordes.
11:59
That's how scytodes forages.
288
719260
3000
C'est comme cela que la scytode fourrage.
12:02
We don't really know why scytodes
289
722260
2000
On ne sait pas vraiment pourquoi la scytodes
12:04
needs such a tough dragline,
290
724260
3000
a besoin d'un câble si solide,
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
727260
3000
mais ce sont des résultats inattendus comme ceux-là
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
730260
4000
qui rendent la bio-prospection si excitante et en valant la peine.
12:14
It frees us from the constraints
293
734260
2000
Cela nous libère des contraintes
12:16
of our imagination.
294
736260
2000
de notre imagination.
12:18
Now I'm going to mark on
295
738260
2000
Maintenant je vais indiquer
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
740260
3000
les valeurs de solidité pour la fibre de nylon,
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
743260
3000
La fibre de bombyx — ou soie du ver à soie domestiqué —
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
746260
3000
la laine, le Kevlar, et des fibres de carbone.
12:29
And what you can see is that nearly
299
749260
2000
Et ce que vous pouvez voir est que presque
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
751260
2000
tous les câbles d'araignée les surpassent.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
753260
4000
C'est la combinaison de la force, l'extensibilité,
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
757260
3000
et la solidité, qui rend la soie d'araignée
12:40
special, and that has attracted the attention
303
760260
3000
si spéciale, et qui a attiré l'attention
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
763260
3000
des biomimétistes, soit des gens qui se tournent
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
766260
3000
vers la nature pour trouver de nouvelles solutions.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
769260
3000
Et la force, l'extensibilité et la solidité
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
772260
3000
des soies d'araignée, combinées au fait
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
775260
3000
que les soies ne provoquent pas de réponses immunitaires,
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
778260
3000
ont attiré beaucoup d'intérêt pour l'usage
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
781260
2000
des soies d'araignées pour des applications biomédicales,
13:03
for example, as a component of
311
783260
2000
par exemple comme un composant de
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artificial tendons, for serving as
312
785260
3000
tendons artificiels, comme guide
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guides to regrow nerves, and for
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788260
4000
pour faire repousser des nerfs, et comme
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scaffolds for tissue growth.
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792260
3000
support pour faire pousser des tissus.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
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795260
3000
Les soies d'araignées ont beaucoup de potentiel
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for their anti-ballistic capabilities.
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798260
2000
par leurs capacités antibalistiques.
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Silks could be incorporated into body
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2000
Les soies pourraient être intégrées dans le corps
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and equipment armor that would be more
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802260
3000
et un équipement blindé qui serait plus
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lightweight and flexible
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805260
2000
léger et flexible
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than any armor available today.
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3000
que n'importe quel blindage disponible aujourd'hui.
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In addition to these biomimetic
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810260
3000
En plus de ces applications
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applications of spider silks,
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2000
biomimétistes des soies d'araignée,
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personally, I find studying spider silks
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815260
4000
personnellement, je trouve l'étude des soies d'araignées
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just fascinating in and of itself.
324
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3000
simplement fascinante en elle-même et d'elle-même.
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I love when I'm in the laboratory,
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822260
4000
J'adore quand je suis dans le laboratoire,
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a new spider silk sequence comes in.
326
826260
3000
une nouvelle séquence de soie d'araignée arrive.
13:49
That's just the best. (Laughter)
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3000
C'est tout simplement la meilleure. (Rires)
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It's like the spiders are sharing
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3000
C'est comme si les araignées partageaient
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an ancient secret with me, and that's why
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2000
avec moi un secret ancien, et c'est pourquoi
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I'm going to spend the rest of my life
330
837260
2000
je vais passer le reste de ma vie
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studying spider silk.
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2000
à étudier la soie d'araignée.
14:01
The next time you see a spider web,
332
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3000
La prochaine fois que vous voyez une toile d'araignée,
14:04
please, pause and look a little closer.
333
844260
3000
s'il-vous-plaît, arrêtez-vous et regardez d'un peu plus près.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
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2000
Vous serez en train de regarder l'un des matériaux
14:09
high-performance materials known to man.
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3000
à la plus haute performance que l'homme connaisse.
14:12
To borrow from the writings
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2000
Pour emprunter des écrits
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of a spider named Charlotte,
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3000
d'une araignée nommée Charlotte,
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silk is terrific.
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2000
la soie est formidable.
14:19
Thank you. (Applause)
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3000
Merci. (Applaudissements)
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(Applause)
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1000
(Applaudissements)
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