Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

156,862 views ・ 2011-12-07

TED


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

מתרגם: Danny Dankner מבקר: Ido Dekkers
00:16
I'm here to spread the word about the
0
16260
2000
אני כאן כדי להפיץ את הבשורה בדבר
00:18
magnificence of spiders
1
18260
2000
נפלאות העכבישים
00:20
and how much we can learn from them.
2
20260
3000
וכמה אנחנו יכולים ללמוד מהם.
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
23260
2000
עכבישים הם באמת אזרחים גלובליים.
00:25
You can find spiders in nearly
4
25260
2000
אתם יכולים למצוא עכבישים כמעט
00:27
every terrestrial habitat.
5
27260
2000
בכל בית-גידול יבשתי.
00:29
This red dot marks
6
29260
2000
הסימנים הללו בצבע אדום
00:31
the Great Basin of North America,
7
31260
2000
הם האגן הגדול של צפון אמריקה,
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
33260
2000
ואני עוסקת בפרוייקט המגוון הביולוגי האלפיני
00:35
project there with some collaborators.
9
35260
2000
שמתבצע שם עם כמה שותפים.
00:37
Here's one of our field sites,
10
37260
2000
הנה אחד מאתרי השדה שלנו,
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
39260
2000
ורק כדי לתת לכם פרספקטיבה,
00:41
this little blue smudge here,
12
41260
2000
הכתם הכחול הקטן כאן,
00:43
that's one of my collaborators.
13
43260
2000
הוא אחד מהשותפים שלי.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
45260
3000
זהו נוף סלעי צחיח,
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
48260
2000
אם עם זאת יש כאן לא מעט עכבישים.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
50260
4000
הפיכת אבנים חשפה את עכביש הסרטן הזה
00:54
grappling with a beetle.
17
54260
2000
מתמודד עם חיפושית.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
56260
3000
עכבישים הם לא רק בכל מקום,
00:59
but they're extremely diverse.
19
59260
2000
הם גם מגוונים מאוד.
01:01
There are over 40,000 described species
20
61260
3000
ישנם מעל 40,000 מינים מתועדים
01:04
of spiders.
21
64260
1000
של עכבישים.
01:05
To put that number into perspective,
22
65260
2000
כדי לשים את המספר הזה בפרספקטיבה,
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
67260
2000
הנה גרף המשווה את 40,000
01:09
species of spiders
24
69260
2000
המינים של עכבישים
01:11
to the 400 species of primates.
25
71260
2000
אל 400 המינים של יונקים-עילאיים.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
73260
2000
ישנם שני סדרי גודל יותר
01:15
spiders than primates.
27
75260
2000
עכבישים מאשר יונקים-עילאיים.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
77260
4000
עכבישים הם גם ותיקים מאוד.
01:21
On the bottom here,
29
81260
2000
בתחתית כאן
01:23
this is the geologic timescale,
30
83260
2000
זהו לוח זמנים גיאולוגי,
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
85260
2000
והמספרים בו מציינים מיליונים
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
87260
2000
של שנים מן ההווה, כך שהאפס פה,
01:29
that would be today.
33
89260
2000
זה יהיה היום.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
91260
3000
אז מה שהנתון הזה מראה הוא כי עכבישים
01:34
date back to almost 380 million years.
35
94260
4000
מתוארכים אחורנית לכמעט 380 מיליון שנים.
01:38
To put that into perspective, this red
36
98260
2000
כדי לשים את זה בפרספקטיבה,
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
100260
3000
העמודה האדומה כאן מייצגת את ההסתעפות
01:43
of humans from chimpanzees,
38
103260
3000
של המין האנושי מן השימפנזים,
01:46
a mere seven million years ago.
39
106260
3000
בסך הכל לפני שבעה מיליון שנה.
01:49
All spiders make silk
40
109260
2000
כל העכבישים מפיקים קורים
01:51
at some point in their life.
41
111260
2000
בשלב מסוים במהלך חייהם.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
113260
3000
רוב העכבישים משתמשים בכמויות נדיבות של קורים,
01:56
and silk is essential to their survival
43
116260
2000
וקורים חיוניים להשרדותם
01:58
and reproduction.
44
118260
2000
ולרבייה שלהם.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
120260
2000
אפילו עכבישים מאובנים יכולים להפיק קורים,
02:02
as we can see from this impression of
46
122260
2000
כפי שניתן לראות מן ההטבעה הזו של
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
124260
3000
איבר הפקת הקורים של העכביש המאובן הזה.
02:07
So this means that both spiders
48
127260
2000
אז זה אומר שגם עכבישים
02:09
and spider silk have been around
49
129260
2000
וגם קורי עכביש נמצאים כאן כבר
02:11
for 380 million years.
50
131260
4000
380 מיליון שנים.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
136260
3000
זה לא לוקח הרבה זמן כשעובדים עם עכבישים
02:19
to start noticing how essential silk is
52
139260
3000
להתחיל לשים לב עד כמה הקורים חיוניים
02:22
to just about every aspect of their life.
53
142260
3000
לכמעט כל היבט של חייהם.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
145260
3000
עכבישים משתמשים בקורים למטרות רבות, ובכלל זה
02:28
the trailing safety dragline,
55
148260
2000
חוט הנפה בטיחותי,
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
150260
3000
עטיפת ביצים לצורך רבייה,
02:33
protective retreats
57
153260
2000
מקום מפלט מוגן
02:35
and catching prey.
58
155260
2000
ולכידת טרף.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
157260
2000
ישנם סוגים רבים של קורי עכביש.
02:39
For example, this garden spider can make
60
159260
3000
לדוגמה, עכביש הגינה הזה יכול להפיק
02:42
seven different kinds of silks.
61
162260
2000
שבעה סוגי שונים של קורים.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
164260
2000
כשאתם מביטים על רשת הקורים הזו, אתם למעשה
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
166260
3000
רואים סוגים רבים של סיבי קור.
02:49
The frame and radii of this web
64
169260
2000
המסגרת והחישורים של הרשת הזו
02:51
is made up of one type of silk,
65
171260
3000
עשויים מסוג אחד של קור,
02:54
while the capture spiral is a composite
66
174260
2000
בעוד שספירלת הלכידה מורכבת
02:56
of two different silks:
67
176260
2000
משני קורים שונים:
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
178260
3000
הסיב והטיפה הדביקה.
03:01
How does an individual spider
69
181260
3000
איך יכול עכביש בודד
03:04
make so many kinds of silk?
70
184260
3000
להפיק כל כך הרבה סוגים של קורים?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
187260
2000
כדי לענות על זה, צריך להתבונן הרבה יותר קרוב
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
189260
2000
באזור הפקת הקורים של עכביש.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
191260
2000
ובכן הקורים יוצאים מאיבר הפקת הקורים,
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
193260
2000
ולאלה מאיתנו שהינם ביולוגים של קורי עכביש, זה מה שאנו מכנים
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
195260
2000
"הצד העסקי" של העכביש. (צחוק)
03:17
We spend long days ...
76
197260
2000
אנחנו מבלים ימים ארוכים ...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
199260
2000
היי! אל תצחקו. אלה החיים שלי.
03:21
(Laughter)
78
201260
2000
(צחוק)
03:23
We spend long days and nights
79
203260
2000
אנחנו מבלים ימים ולילות ארוכים
03:25
staring at this part of the spider.
80
205260
3000
בלבהות בחלק זה של העכביש.
03:28
And this is what we see.
81
208260
2000
וזה מה שאנו רואים.
03:30
You can see multiple fibers
82
210260
2000
אתם יכולים לראות סיבים מרובים
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
212260
3000
יוצאים מאיבר הפקת הקורים,
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
215260
3000
מפני שעל כל איבר כזה ישנם ברזים רבים.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
218260
3000
כל אחד מן הסיבים הללו יוצא מהברז,
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
221260
2000
ואם הייתם מתחקים אחר מוצא הסיבים
03:43
into the spider, what you would find is that
87
223260
3000
לתוך העכביש, מה שהייתם מוצאים זה
03:46
each spigot connects to its own individual
88
226260
2000
שכל אחד מן הברזים מתחבר לבלוטת הפקת קורים.
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
228260
3000
בלוטת הפקת קורים נראית כמו שקיק
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
231260
3000
שבתוכו תקועים הרבה חלבוני קורים.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
234260
2000
אז אם אתם אי פעם תהיה לכם ההזדמנות לנתח
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
236260
2000
עכביש שטווה רשתות,
03:58
and I hope you do,
93
238260
2000
ואני מקווה שתהיה לכם,
04:00
what you would find is a bounty
94
240260
3000
מה שהייתם מוצאים הוא שפע
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
243260
3000
של בלוטות קורים שקופות ויפות.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
246260
2000
בתוך כל עכביש, יש מאות
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
248260
3000
בלוטות קורים, לפעמים אלפים.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
251260
3000
את אלה ניתן לקבץ לשבע קטגוריות.
04:14
They differ by size, shape,
99
254260
2000
הם נבדלות זו מזו בצורה, בגודל,
04:16
and sometimes even color.
100
256260
2000
ולפעמים אפילו בצבע.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
258260
2000
בעכביש שטווה רשתות,
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
260260
2000
תוכלו למצוא שבעה סוגים של בלוטות קורים,
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
262260
2000
ומה שאני מציגה כאן בתמונה הזו,
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
264260
3000
בואו נתחיל במיקום של השעה אחת,
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
267260
2000
יש בלוטות קורים בצורת צינורית, שמשמשות
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
269260
2000
להפקת הקורים החיצוניים לשקיק הביצים.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
271260
2000
יש את בלוטות הקורים דמויות הגוש ודמויות השוט
04:33
glands which combine to make the sticky
108
273260
2000
המפיקות במשותף את רשת הקורים
04:35
capture spiral of an orb web.
109
275260
3000
הדביקה המשמשת ללכידה.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
278260
2000
בלוטות קורים בתצורת אגס מפיקות את חומר ההדבקה -
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
280260
3000
אלה הקורים שמשתמשים להצמדת קורים
04:43
silk lines to a substrate.
112
283260
3000
אל המצע.
04:46
There's also aciniform silk,
113
286260
2000
יש גם קורים דמויי אשכול,
04:48
which is used to wrap prey.
114
288260
2000
בהם נעשה שימוש בכריכת הטרף.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
290260
2000
קור משני דמוי בקבוק משמש לבניית רשתות.
04:52
And the most studied silk line
116
292260
2000
וסיב הקורים הנחקר ביותר
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
294260
2000
הוא הקור הגדול דמוי הבקבוק.
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
296260
2000
זהו הקור המשמש להכנת המסגרת
04:58
and radii of an orb web, and also
119
298260
3000
והחישורים של הרשת
05:01
the safety trailing dragline.
120
301260
3000
וכן את חוט ההנפה הבטיחותי הנגרר.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
304260
3000
אבל מה הוא בדיוק קור העכביש?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
308260
3000
קור העכביש הוא כמעט כולו חלבון.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
311260
2000
ניתן לשייך כמעט את כל החלבונים האלה
05:13
by a single gene family,
124
313260
3000
למשפחת גנים אחת,
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
316260
2000
וזה אומר כי המגוון של סוגי הקורים
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
318260
5000
שאנו רואים היום מקודד על ידי משפחת גנים אחת,
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
323260
3000
כך שניתן להניח שהאב הקדמון המקורי של העכבישים
05:26
made one kind of silk,
128
326260
2000
הפיק סוג אחד של קורים,
05:28
and over the last 380 million years,
129
328260
3000
ובמהלך 380 מיליון השנים האחרונות,
05:31
that one silk gene has duplicated
130
331260
3000
גן הקורים הבודד הזה שוכפל
05:34
and then diverged, specialized,
131
334260
3000
ואז התפצל והתמחה
05:37
over and over and over again, to get
132
337260
3000
שוב ושוב ושוב, כדי לקבל
05:40
the large variety of flavors of spider silks
133
340260
2000
את המגוון הרחב של של סוגי קורי העכביש
05:42
that we have today.
134
342260
3000
שיש לנו היום.
05:45
There are several features that all these silks
135
345260
2000
ישנן מספר תכונות שלכל הקורים הללו
05:47
have in common. They all have a common
136
347260
2000
יש במשותף. לכולם יש עיצוב דומה
05:49
design, such as they're all very long --
137
349260
2000
כך, כולם ארוכים מאוד -
05:51
they're sort of outlandishly long
138
351260
3000
הם ארוכים בצורה משונה
05:54
compared to other proteins.
139
354260
2000
בהשוואה לחלבונים אחרים.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
356260
3000
יש בהם חזרות מרובות והם עשירים מאוד
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
359260
3000
בחומצות האמינו גליצין ואלאנין.
06:02
To give you an idea of what
142
362260
2000
כדי לתת לכם מושג כיצד
06:04
a spider silk protein looks like,
143
364260
2000
נראה חלבון של קור עכביש,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
366260
2000
זהו החלבון של קור ההנפה,
06:08
it's just a portion of it,
145
368260
2000
זה רק חלק ממנו,
06:10
from the black widow spider.
146
370260
2000
מעכביש האלמנה השחורה.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
372260
2000
זהו סוג של רצף שבו אני אוהבת
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
374260
3000
להסתכל יום ולילה. (צחוק)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
377260
2000
אז מה שאתם רואים כאן הוא אות אחת
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
379260
2000
קיצור של חומצות אמינו, ואני צבעתי
06:21
in the glycines with green,
151
381260
2000
את הגליצינים בירוק,
06:23
and the alanines in red, and so
152
383260
2000
ואת האלאנינים באדום, וכך
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
385260
3000
אתם יכולים לראות שפשוט יש כאן הרבה G ו-A.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
388260
3000
ניתן גם לראות שיש הרבה צירופי רצפים קצרים
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
391260
3000
שחוזרים שוב ושוב
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
394260
2000
ושוב, כך למשל יש הרבה
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
396260
3000
מה שאנו מכנים פוליאלאנינים, או A מחזורית,
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
399260
4000
AAAAA. יש GGQ. יש GGY.
06:43
You can think of these short motifs
159
403260
2000
אתם יכולים לחשוב על המוטיבים הקצרים הללו
06:45
that repeat over and over again as words,
160
405260
3000
שחוזרים שוב ושוב כמו מילים,
06:48
and these words occur in sentences.
161
408260
3000
והמילים הללו מופיעות במשפטים.
06:51
So for example this would be one sentence,
162
411260
3000
כך למשל זה יהיה משפט אחד,
06:54
and you would get this sort of green region
163
414260
2000
ותקבלו מן סוג כזה של איזור ירוק
06:56
and the red polyalanine, that repeats
164
416260
2000
ואת הפוליאלאנין האדום, שחוזר
06:58
over and over and over again,
165
418260
2000
שוב ושוב ושוב,
07:00
and you can have that hundreds and
166
420260
2000
ואתם יכול למצוא את זה
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
422260
2000
מאות רבות של פעמים בתוך
07:04
an individual silk molecule.
168
424260
2000
מולקולה יחידה של קור.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
426260
2000
קורים שהופקו על ידי אותו עכביש יכולים להכיל
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
428260
3000
רצפים שונים באופן דרמטי.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
431260
3000
בחלק העליון של המסך, אתם רואים
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
434260
3000
מקטע שחוזר על עצמו מתוך קור ההנפה
07:17
of a garden argiope spider.
173
437260
3000
של עכביש גינה ארגיופי.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
440260
2000
זה קצר. ובתחתית,
07:22
this is the repeat sequence for the
175
442260
2000
זהו רצף חוזר של
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
444260
2000
מארז ביצים, או חלבון קורים דמוי צינורית,
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
446260
3000
של אותו עכביש בדיוק. ואתם יכולים לראות
07:29
how dramatically different
178
449260
2000
איזה הבדל דרמטי
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
451260
3000
יש בין חלבוני הקורים האלה - אז זה
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
454260
2000
היופי של הגיוון
07:36
of the spider silk gene family.
181
456260
2000
של משפחת הגנים של קורי העכביש.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
458260
2000
ניתן לראות כי מקטעים חוזרים נבדלים באורך.
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
460260
2000
הם גם שונים ברצף.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
462260
2000
אז צבעתי שוב את הגליצינים בירוק,
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
464260
3000
אלאנין באדום, ואת הסרינים,
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
467260
3000
האות S, בסגול. ואתם יכולים לראות
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
470260
2000
כי היחידה העליונה שחוזרת על עצמה יכולה להיות מתוארת
07:52
almost entirely by green and red,
188
472260
3000
כמעט לחלוטין על ידי ירוק ואדום,
07:55
and the bottom repeat unit has
189
475260
2000
וליחידה בתחתית שחוזרת על עצמה יש
07:57
a substantial amount of purple.
190
477260
2000
כמות משמעותית של סגול.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
479260
3000
מה שעושים ביולוגים של קורים - אנחנו מנסים לשייך
08:02
these sequences, these amino acid
192
482260
2000
לרצפים האלה, לרצפים של חומצות אמיניות
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
484260
2000
את התכונות המכניות
08:06
of the silk fibers.
194
486260
2000
של סיבי הקורים.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
488260
3000
עכשיו, זה ממש נוח שעכבישים משתמשים בקורים שלהם
08:11
completely outside their body.
196
491260
2000
לחלוטין מחוץ לגופם.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
493260
2000
זה הופך את הבדיקות של קורי העכביש למאוד מאוד
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
495260
2000
פשוטות לביצוע במעבדה, כיוון
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
497260
3000
שאנחנו בעצם, אתם יודעים, מבצעים את בדיקות באוויר
08:20
that's exactly the environment that
200
500260
2000
שזו בדיוק הסביבה שבה
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
502260
2000
עכבישים משתמשים בחלבוני הקורים שלהם.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
504260
2000
אז זה הופך את המדידה הכמותית של תכונות הקורים
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
506260
2000
באמצעות שיטות כגון בדיקות מתיחה, אשר
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
508260
2000
בעצם, אתם יודעים, מושכים בקצה אחד
08:30
of the fiber, very amenable.
205
510260
3000
של הסיב, לנוחה מאוד.
08:33
Here are stress-strain curves
206
513260
3000
הנה עקומות לחץ-מתיחה
08:36
generated by tensile testing
207
516260
2000
שנוצרו על ידי מבחני מתיחה
08:38
five fibers made by the same spider.
208
518260
3000
של חמישה סיבים שהופקו על ידי אותו עכביש.
08:41
So what you can see here is that
209
521260
3000
אז מה שאתם רואים כאן הוא
08:44
the five fibers have different behaviors.
210
524260
3000
שלחמישה הסיבים יש התנהגויות שונות.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
527260
2000
באופן ספציפי, אם תתבוננו בציר האנכי,
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
529260
3000
זה הלחץ. אם אתם מסתכלים על מקסימום
08:52
stress value for each of these fibers,
213
532260
2000
הלחץ עבור כל אחד מהסיבים האלה,
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
534260
3000
תוכלו לראות שיש הרבה גיוון,
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
537260
3000
ולמעשה קור ההנפה, או הקור הגדול דמוי הבקבוק,
09:00
is the strongest of these fibers.
216
540260
2000
הוא החזק ביותר מבין הסיבים האלה.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
542260
3000
אנחנו חושבים שזה בגלל שקור ההנפה,
09:05
which is used to make the frame and radii
218
545260
3000
אשר משמש לבניית המסגרת והחישורים
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
548260
2000
של הרשת, צריך להיות חזק מאוד.
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
550260
2000
מצד שני, אם הייתם מסתכלים על
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
552260
2000
המתיחה - זה כמה שסיב יכול להתארך
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
554260
2000
אם תסתכלו על הערך המירבי כאן
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
556260
3000
שוב, יש מגוון רחב
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
559260
2000
והמנצח הברורה הוא הקור דמוי שוט,
09:21
or the capture spiral filament.
225
561260
2000
או הסיב הספירלי שמשמש ללכידה.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
563260
2000
למעשה, הסיב הזה דמוי השוט יכול
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
565260
4000
להמתח ללמעלה מפעמיים אורכו המקורי.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
569260
3000
אם כן, סיבים של קורים מגוונים באשר לחוזקם
09:32
and also their extensibility.
229
572260
2000
וכן באשר ליכולת המתיחה שלהם.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
574260
2000
במקרה של ספירלת הלכידה,
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
576260
2000
הקור צריך להיות כה גמיש כך שיוכל לספוג
09:38
the impact of flying prey.
232
578260
2000
את הפגיעה טרף מעופף.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
580260
2000
אלמלא הוא היה מסוגל להמתח כל כך הרבה, אז
09:42
basically when an insect hit the web,
234
582260
2000
בעצם כאשר חרק היה פוגע ברשת,
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
584260
2000
הוא היה מנתר ממנה מייד בחזרה.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
586260
2000
אז אם הרשת היתה עשויה כולה
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
588260
3000
מקורי ההנפה, ייתכן מאוד שחרק היה פשוט
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
591260
2000
נזרק ממנה מייד. אבל רשת שעשויה ממש ממש
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
593260
2000
מקורי ספירלה גמישים ללכידה, הרשת יכולה למעשה
09:55
able to absorb the impact
240
595260
2000
לספוג את הפגיעה
09:57
of that intercepted prey.
241
597260
3000
של אותו טרף שנלכד.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
600260
2000
יש מגוון לא מבוטל של
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
602260
3000
סיבים שעכביש בודד יכול להפיק.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
605260
3000
אנו קוראים לזה ערכת כלי העבודה של העכביש.
10:08
That's what the spider has
245
608260
2000
זה מה שיש לעכבישים
10:10
to interact with their environment.
246
610260
2000
לפעול בתוך סביבתם.
10:12
But how about variation among spider
247
612260
2000
אבל מה לגבי ההבדלים בין מינים שונים
10:14
species, so looking at one type of silk
248
614260
2000
של עכבישים, כשבוחנים סוג אחד של קורים
10:16
and looking at different species of spiders?
249
616260
3000
בקרב מינים שונים של עכבישים?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
619260
2000
זהו תחום שבחלקו הגדול עדיין לא נחקר
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
621260
4000
אבל הנה קצת נתונים שאני יכולה להראות לכם.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
625260
2000
זוהי השוואה של קשיחות
10:27
of the dragline spilk spun
253
627260
2000
קורי ההנפה שנטוו
10:29
by 21 species of spiders.
254
629260
2000
על ידי 21 מינים של עכבישים.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
631260
2000
חלקם עכבישים טווי רשתות
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
633260
3000
וחלקם עכבישים שאינם טווים רשתות.
10:36
It's been hypothesized that
257
636260
2000
הועלתה השערה לפיה
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
638260
3000
עכבישים טווי רשתות, כמו הארגיופי שנראה כאן,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
641260
2000
צריכים להיות בעלי קורי ההנפה הקשיחים ביותר
10:43
because they must intercept flying prey.
260
643260
3000
משום שהם חייבים ליירט טרף מעופף.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
646260
3000
מה שאתם רואים כאן על גרף הקשיחות הזה
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
649260
2000
הוא ככל שהנקודה השחורה גבוהה יותר על גבי הגרף,
10:51
the higher the toughness.
263
651260
2000
כך הקשיחות גבוהה יותר.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
653260
3000
21 המינים מסומנים כאן באמצעות תרשים
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
656260
3000
תולדות הגזע, זה העץ האבולוציוני, המציג
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
659260
2000
את היחסים הגנטיים שלהם, ואני סימנתי
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
661260
3000
בצהוב את העכבישים טווי הרשתות.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
664260
3000
אם תתבוננו בדיוק לכאן על שני החצים האדומים,
11:07
they point to the toughness values
269
667260
3000
הם מצביעים על ערכי הקשיחות
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
670260
2000
של קורי ההנפה של נפילה קלוויפס וכן של
11:12
araneus diadematus.
271
672260
2000
ארנאוס דיאדמטוס.
11:14
These are the two species of spiders
272
674260
2000
אלה הם שני מינים של עכבישים
11:16
for which the vast majority of time and money
273
676260
3000
שביחס אליהם הרוב המכריע של זמן וכסף
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
679260
3000
הוצא על מחקר קורי עכביש סינתטיים
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
682260
3000
בנסיון להעתיק את חלבוני קור ההנפה שלהם.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
685260
4000
עם זאת, קורי ההנפה שלהם הם לא הקשיחים ביותר.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
689260
3000
למעשה, קור ההנפה הקשיח ביותר בסקר הזה
11:32
is this one right here in this white region,
278
692260
3000
הוא זה כאן באזור הלבן הזה,
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
695260
2000
של עכביש שאינו טווה רשתות.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
697260
2000
זהו קור גרירה שנטווה על ידי סקייטודיס,
11:39
the spitting spider.
281
699260
2000
העכביש היורק.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
701260
3000
סקייטודיס כלל לא משתמש ברשת
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
704260
2000
בכדי לתפוס טרף. במקום זאת, סקייטודיס
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
706260
3000
מבצע מעין מארבים סביב וממתין לטרף
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
709260
3000
שיתקרב אליו, ואז הוא משתק את הטרף
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
712260
4000
באמצעות ריסוס ארס דמוי קור על החרק הזה.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
716260
3000
תחשבו על ציד עם תרסיס של חוטי קצף.
11:59
That's how scytodes forages.
288
719260
3000
כך סקייטודיס תר אחר מזון.
12:02
We don't really know why scytodes
289
722260
2000
אנחנו לא באמת יודעים מדוע סקייטודיס
12:04
needs such a tough dragline,
290
724260
3000
זקוק לקורי הנפה קשיחים כל כך,
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
727260
3000
אבל תוצאות לא צפויות מעין אלה הופכות
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
730260
4000
את מחקר האיתור-הביולוגי לכל כך מרגש וכדאי.
12:14
It frees us from the constraints
293
734260
2000
הוא משחרר אותנו מן המגבלות
12:16
of our imagination.
294
736260
2000
של הדמיון שלנו.
12:18
Now I'm going to mark on
295
738260
2000
עכשיו אני עומדת לסמן
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
740260
3000
את ערכי הקשיחות של סיב ניילון,
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
743260
3000
בומביקס - סיבי משי של תולעי משי מבויתות -
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
746260
3000
צמר, קוולאר וסיבי פחמן.
12:29
And what you can see is that nearly
299
749260
2000
ומה שאתם יכולים לראות הוא שכמעט
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
751260
2000
כל קורי ההנפה העכבישיים עולים עליהם.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
753260
4000
זה שילוב של חוזק, יכולת מתיחה
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
757260
3000
וקשיחות שעושה את קורי העכביש
12:40
special, and that has attracted the attention
303
760260
3000
לכל כך מיוחדים, וזה משך את תשומת הלב
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
763260
3000
של חוקרים מתחום הביוממטיקה, אנשים שפונים
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
766260
3000
אל הטבע בכדי לנסות למצוא פתרונות חדשים.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
769260
3000
והחוזק, כושר המתיחה והקשיחות
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
772260
3000
של קורי העכביש, בשילוב עם העובדה
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
775260
3000
שקורים לא מעוררים תגובת-נגד חיסונית,
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
778260
3000
משכו עניין רב בשימוש
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
781260
2000
בקורי עכביש ביישומים ביו-רפואיים,
13:03
for example, as a component of
311
783260
2000
למשל, כמרכיב של
13:05
artificial tendons, for serving as
312
785260
3000
גידים מלאכותיים, שמשמשים
13:08
guides to regrow nerves, and for
313
788260
4000
לניתוב צמיחה מחדש של עצבים וכן
13:12
scaffolds for tissue growth.
314
792260
3000
בתור פיגומים לצמיחה של רקמות.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
315
795260
3000
לקורי העכביש יש גם פוטנציאל רב
13:18
for their anti-ballistic capabilities.
316
798260
2000
בשל היכולת האנטי-בליסטית שלהם.
13:20
Silks could be incorporated into body
317
800260
2000
קורים יכולים להיות משולבים בתוך הגוף
13:22
and equipment armor that would be more
318
802260
3000
ובציוד מיגון שיהיה
13:25
lightweight and flexible
319
805260
2000
קל וגמיש יותר
13:27
than any armor available today.
320
807260
3000
מכל אמצעי מיגון שקיים היום.
13:30
In addition to these biomimetic
321
810260
3000
בנוסף ליישומים הביוממטיים הללו
13:33
applications of spider silks,
322
813260
2000
בקורי העכביש,
13:35
personally, I find studying spider silks
323
815260
4000
באופן אישי, אני מוצאת שלחקור קורי עכביש
13:39
just fascinating in and of itself.
324
819260
3000
זה פשוט מרתק בפני עצמו.
13:42
I love when I'm in the laboratory,
325
822260
4000
אני אוהבת כשאני במעבדה,
13:46
a new spider silk sequence comes in.
326
826260
3000
ומגיע רצף חדש של קורי עכביש.
13:49
That's just the best. (Laughter)
327
829260
3000
זה פשוט החלק הכי טוב. (צחוק)
13:52
It's like the spiders are sharing
328
832260
3000
זה כאילו שהעכבישים חולקים איתי
13:55
an ancient secret with me, and that's why
329
835260
2000
סוד עתיק, וזו הסיבה
13:57
I'm going to spend the rest of my life
330
837260
2000
שאני אבלה את שארית חיי
13:59
studying spider silk.
331
839260
2000
בחקר קורי עכביש.
14:01
The next time you see a spider web,
332
841260
3000
בפעם הבאה שאתם רואים רשת קורי עכביש,
14:04
please, pause and look a little closer.
333
844260
3000
אנא, עצרו והביטו קצת יותר מקרוב.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
847260
2000
אתם תראו את אחד מהחומרים
14:09
high-performance materials known to man.
335
849260
3000
בעלי הביצועים הגבוהים ביותר הידועים לאדם.
14:12
To borrow from the writings
336
852260
2000
ואם נצטט מן הכתבים
14:14
of a spider named Charlotte,
337
854260
3000
של עכבישה בשם שרלוט,
14:17
silk is terrific.
338
857260
2000
קורים הם נפלאים.
14:19
Thank you. (Applause)
339
859260
3000
תודה. (מחיאות כפיים)
14:22
(Applause)
340
862260
1000
(מחיאות כפיים)
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7