Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

158,434 views ・ 2011-12-07

TED


Proszę kliknąć dwukrotnie na poniższe angielskie napisy, aby odtworzyć film.

Tłumaczenie: Anna Matera Korekta: Bartłomiej Szóstak
00:16
I'm here to spread the word about the
0
16260
2000
Jestem tu, aby opowiedzieć
00:18
magnificence of spiders
1
18260
2000
o niesamowitości pająków
00:20
and how much we can learn from them.
2
20260
3000
i o tym, jak wiele możemy się od nich nauczyć
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
23260
2000
Pająki są prawdziwymi obywatelami świata.
00:25
You can find spiders in nearly
4
25260
2000
Spotykamy je prawie
00:27
every terrestrial habitat.
5
27260
2000
w każdym środowisku lądowym.
00:29
This red dot marks
6
29260
2000
Czerwoną kropką oznaczono
00:31
the Great Basin of North America,
7
31260
2000
Wielką Kotlinę w Ameryce Północnej
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
33260
2000
gdzie z kilkoma współpracownikami biorę udział w projekcie
00:35
project there with some collaborators.
9
35260
2000
dotyczącym bioróżnorodności wysokogórskiej.
00:37
Here's one of our field sites,
10
37260
2000
Oto jedna z naszych lokalizacji badawczych,
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
39260
2000
i żebyście mieli ogólne pojęcie,
00:41
this little blue smudge here,
12
41260
2000
ta mała niebieska plamka tutaj,
00:43
that's one of my collaborators.
13
43260
2000
to jeden z moich współpracowników.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
45260
3000
To skalisty i jałowy krajobraz,
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
48260
2000
a jednak żyje tam całkiem sporo pająków.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
50260
4000
Odsuwając kamienie, znaleźliśmy pająka ukośnikowatego
00:54
grappling with a beetle.
17
54260
2000
mocującego się z żukiem.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
56260
3000
Pająki nie występują wszędzie,
00:59
but they're extremely diverse.
19
59260
2000
ale są niezwykle różnorodne.
01:01
There are over 40,000 described species
20
61260
3000
Występuje ponad 40 000 opisanych gatunków
01:04
of spiders.
21
64260
1000
pająków.
01:05
To put that number into perspective,
22
65260
2000
Dla zobrazowania tej liczby,
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
67260
2000
to jest wykres porównujący 40 000
01:09
species of spiders
24
69260
2000
gatunków pająków
01:11
to the 400 species of primates.
25
71260
2000
z 400 gatunki naczelnych.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
73260
2000
Istnieją dwa rzędy wielkości więcej
01:15
spiders than primates.
27
75260
2000
dla pająków niż dla naczelnych.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
77260
4000
Pająki są również bardzo stare.
01:21
On the bottom here,
29
81260
2000
Tu na dole
01:23
this is the geologic timescale,
30
83260
2000
jest geologiczna skala czasowa,
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
85260
2000
a wpisane liczby oznaczają miliony
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
87260
2000
lat, od teraźniejszości, więc to zero tutaj,
01:29
that would be today.
33
89260
2000
oznacza dzisiaj.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
91260
3000
Wykres pokazuje, że pająki
01:34
date back to almost 380 million years.
35
94260
4000
wywodzą się sprzed niemalże 380 milionów lat.
01:38
To put that into perspective, this red
36
98260
2000
Aby to lepiej zrozumieć, ten czerwony
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
100260
3000
pionowy pasek oznacza czas różnicowania się
01:43
of humans from chimpanzees,
38
103260
3000
ludzi od szympansów,
01:46
a mere seven million years ago.
39
106260
3000
Zaledwie siedem milionów lat temu.
01:49
All spiders make silk
40
109260
2000
Wszystkie pająki, na jakimś etapie życia
01:51
at some point in their life.
41
111260
2000
wytwarzają pajęczynę.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
113260
3000
Większość pająków używa dużą ilość nici,
01:56
and silk is essential to their survival
43
116260
2000
która jest niezbędna do ich przeżycia
01:58
and reproduction.
44
118260
2000
i rozmnażania.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
120260
2000
Nawet pająki kopalne potrafiły wytwarzać pajęczynę,
02:02
as we can see from this impression of
46
122260
2000
jak możemy zobaczyć na tej skamieniałości,
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
124260
3000
odcisk kądziołków przędnych pająka.
02:07
So this means that both spiders
48
127260
2000
To znaczy, że i pająki
02:09
and spider silk have been around
49
129260
2000
i pajęczyny istnieją
02:11
for 380 million years.
50
131260
4000
od 380 milionów lat.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
136260
3000
Pracując z pająkami, nie trzeba dużo czasu,
02:19
to start noticing how essential silk is
52
139260
3000
aby zdać sobie sprawę, jak pajęczyna jest niezbędna
02:22
to just about every aspect of their life.
53
142260
3000
w prawie każdym aspekcie ich życia.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
145260
3000
Wykorzystują ją do wielu celów, m.in.
02:28
the trailing safety dragline,
55
148260
2000
tkanie nici asekuracyjnych,
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
150260
3000
owijanie jaj w procesie rozmnażania,
02:33
protective retreats
57
153260
2000
bezpieczne odwroty
02:35
and catching prey.
58
155260
2000
i łapanie ofiar.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
157260
2000
Istnieje wiele rodzajów pajęczej nici,
02:39
For example, this garden spider can make
60
159260
3000
np. ten ogrodowy pająk potrafi wytworzyć
02:42
seven different kinds of silks.
61
162260
2000
siedem różnych rodzajów nici.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
164260
2000
Kiedy patrzymy na tą kulistą sieć, możemy właściwie
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
166260
3000
dostrzec wiele rodzajów włókien.
02:49
The frame and radii of this web
64
169260
2000
Rama i promienie tej sieci
02:51
is made up of one type of silk,
65
171260
3000
są utkane z jednego typu nici,
02:54
while the capture spiral is a composite
66
174260
2000
natomiast spirale łowne utkane są
02:56
of two different silks:
67
176260
2000
z dwóch różnych nici:
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
178260
3000
włókna i lepkiej kropli.
03:01
How does an individual spider
69
181260
3000
Jak jeden pająk
03:04
make so many kinds of silk?
70
184260
3000
jest w stanie wytworzyć tyle różnych rodzajów nici?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
187260
2000
Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy przyjrzeć się bliżej
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
189260
2000
kądziołkowi przędnemu pająka.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
191260
2000
Nić pochodzi z kądziołka przędnego i, dla
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
193260
2000
nas, biologów zajmujących się sieciami pająków, jest to
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
195260
2000
"narzędziem głównym" u pająków. (Śmiech)
03:17
We spend long days ...
76
197260
2000
Spędzamy całe dnie...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
199260
2000
Hej! Nie śmiejcie się. To jest moje życie.
03:21
(Laughter)
78
201260
2000
(Śmiech)
03:23
We spend long days and nights
79
203260
2000
Spędzamy całe dnie i noce
03:25
staring at this part of the spider.
80
205260
3000
gapiąc się na ten pajęczy narząd.
03:28
And this is what we see.
81
208260
2000
To, co widzimy.
03:30
You can see multiple fibers
82
210260
2000
Możemy zobaczyć wiele włókien
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
212260
3000
wychodzących z kądziołków przędnych, ponieważ
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
215260
3000
każdy kądziołek ma wiele końcówek.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
218260
3000
Każde z tych włókien wychodzi z końcówki
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
221260
2000
i jeśli prześledzilibyśmy drogę włókien
03:43
into the spider, what you would find is that
87
223260
3000
przez wnętrze pająka, zauważylibyśmy
03:46
each spigot connects to its own individual
88
226260
2000
że każda końcówka jest połączona z osobnym
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
228260
3000
gruczołem przędnym. Gruczoł przędny wygląda trochę jak torebka
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
231260
3000
z mnóstwem jedwabnych białek upchanych w środku.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
234260
2000
Jeśli kiedyś będziecie mieli okazję przeprowadzać sekcje
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
236260
2000
pająka tkacza,
03:58
and I hope you do,
93
238260
2000
a mam nadzieję, że tak,
04:00
what you would find is a bounty
94
240260
3000
znajdziecie tam mnóstwo
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
243260
3000
pięknych półprzezroczystych gruczołów przędnych.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
246260
2000
Każdy pająk ma setki,
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
248260
3000
a czasem tysiące gruczołów przędnych.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
251260
3000
Możemy je podzielić na siedem kategorii.
04:14
They differ by size, shape,
99
254260
2000
Różnią się wielkością, kształtem,
04:16
and sometimes even color.
100
256260
2000
a czasem nawet kolorem.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
258260
2000
U pająków tkających sieci,
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
260260
2000
możemy znaleźć siedem rodzajów gruczołów przędnych,
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
262260
2000
a to co przedstawiono na tym zdjęciu, to
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
264260
3000
zaczynając od pozycji na godzinie pierwszej,
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
267260
2000
tu znajdują się rurkowate gruczoły przędne, używane
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
269260
2000
do wytwarzania pajęczej nici ochraniającej kokon z jajami.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
271260
2000
Gruczoł koroniasty wytwarza jedwab łowny
04:33
glands which combine to make the sticky
108
273260
2000
tworzący spiralę łowną, pokrytą lepką wydzieliną
04:35
capture spiral of an orb web.
109
275260
3000
gruczołu złożonego.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
278260
2000
Łączenie poszczególnych elementów sieci łownej, a także
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
280260
3000
przytwierdzanie sieci do podłoża odbywa się za pomocą
04:43
silk lines to a substrate.
112
283260
3000
jedwabiu spoinowego wytwarzanego w gruczołach gruszkowatych.
04:46
There's also aciniform silk,
113
286260
2000
Jedwab taśmowy służy do owijania
04:48
which is used to wrap prey.
114
288260
2000
schwytanych ofiar.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
290260
2000
Jedwab pomocniczy służy do budowy wewnętrznej spirali pajęczyny.
04:52
And the most studied silk line
116
292260
2000
I najczęściej badany,
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
294260
2000
jedwab wiodący,
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
296260
2000
służący do budowy szkieletu pajęczyny,
04:58
and radii of an orb web, and also
119
298260
3000
promieni pajęczyny kulistej
05:01
the safety trailing dragline.
120
301260
3000
i nici asekuracyjnej.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
304260
3000
Czym właściwie jest pajęcza nić?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
308260
3000
Jest zbudowana niemalże w całości z białka.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
311260
2000
Prawie wszystkie z tych białek znajdują wyjaśnienie
05:13
by a single gene family,
124
313260
3000
w zakresie jednej rodziny genów,
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
316260
2000
oznacza to więc, że dzisiejsza różnorodność pajęczej nici,
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
318260
5000
jest zakodowana przez jeden gen.
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
323260
3000
Przypuszczamy, że prawdziwi przodkowie pająków
05:26
made one kind of silk,
128
326260
2000
wytwarzali jeden rodzaj jedwabiu
05:28
and over the last 380 million years,
129
328260
3000
i przez ostatnie 380 milionów lat,
05:31
that one silk gene has duplicated
130
331260
3000
ten jeden gen skopiował się
05:34
and then diverged, specialized,
131
334260
3000
a następnie zróżnicował i wyspecjalizował się
05:37
over and over and over again, to get
132
337260
3000
wielokrotnie, by osiągnąć
05:40
the large variety of flavors of spider silks
133
340260
2000
ogromną różnorodność pajęczych nici,
05:42
that we have today.
134
342260
3000
jakie widzimy obecnie.
05:45
There are several features that all these silks
135
345260
2000
Te nici mają kilka wspólnych cech.
05:47
have in common. They all have a common
136
347260
2000
Są zaprojektowane w identyczny sposób.
05:49
design, such as they're all very long --
137
349260
2000
Wszystkie są bardzo długie,
05:51
they're sort of outlandishly long
138
351260
3000
w pewnym sensie dziwacznie długie,
05:54
compared to other proteins.
139
354260
2000
porównując je do innych białek.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
356260
3000
Są one bardzo powtarzalne i bogate
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
359260
3000
w aminokwasy: glicynę i alaninę.
06:02
To give you an idea of what
142
362260
2000
Pokażę wam, jak wygląda
06:04
a spider silk protein looks like,
143
364260
2000
białko jedwabiu pajęczego,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
366260
2000
to jest białko jedwabiu wiodącego,
06:08
it's just a portion of it,
145
368260
2000
to tylko część nici,
06:10
from the black widow spider.
146
370260
2000
czarnej wdowy.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
372260
2000
To wykres, na który uwielbiam
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
374260
3000
patrzeć dzień i noc. (Śmiech)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
377260
2000
Tu widzicie jednoliterowy
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
379260
2000
skrót aminokwasów.
06:21
in the glycines with green,
151
381260
2000
Glicyna jest na zielono,
06:23
and the alanines in red, and so
152
383260
2000
a alanina na czerwono,
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
385260
3000
widzicie więc mnóstwo liter G i A.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
388260
3000
Jest też wiele krótkich, powtarzających się
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
391260
3000
specyficznych sekwencji,
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
394260
2000
i tak na przykład jest dużo
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
396260
3000
tzw. polialanin, oznaczonych powtórzonymi A,
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
399260
4000
AAAAA. Są GGQ i GGY.
06:43
You can think of these short motifs
159
403260
2000
Możemy potraktować te powtarzające się sekwencje
06:45
that repeat over and over again as words,
160
405260
3000
jako słowa,
06:48
and these words occur in sentences.
161
408260
3000
wchodzące w skład zdań,
06:51
So for example this would be one sentence,
162
411260
3000
np. to byłoby jedno zdanie,
06:54
and you would get this sort of green region
163
414260
2000
a tu pojawiłby się ten zielony obszar
06:56
and the red polyalanine, that repeats
164
416260
2000
i czerwona polialania, w kółko się
06:58
over and over and over again,
165
418260
2000
powtarzająca,
07:00
and you can have that hundreds and
166
420260
2000
i to może powtarzać się
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
422260
2000
setki razy
07:04
an individual silk molecule.
168
424260
2000
w obrębie pojedynczej cząsteczki.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
426260
2000
Nici wytworzone przez jednego pająka
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
428260
3000
mogą mieć kompletnie różne powtarzające się sekwencje.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
431260
3000
Na górze ekranu, widzimy
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
434260
3000
powtarzający się ciąg jedwabiu wiodącego
07:17
of a garden argiope spider.
173
437260
3000
wytworzonej przez pająka Tygrzyka.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
440260
2000
Jest krótka. A na dole,
07:22
this is the repeat sequence for the
175
442260
2000
to jest powtarzająca się sekwencja dla kokonu
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
444260
2000
lub białek gruczołów rurkowatych wytwarzających jedwab
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
446260
3000
u tego samego pająka. Możemy zauważyć,
07:29
how dramatically different
178
449260
2000
jak bardzo różne
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
451260
3000
są te białka jedwabiu. To jest
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
454260
2000
w pewnym sensie piękno różnorodności
07:36
of the spider silk gene family.
181
456260
2000
genetycznej pajęczej nici.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
458260
2000
Możemy zauważyć że powtarzające się jednostki różnią się
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
460260
2000
długością oraz sekwencjami.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
462260
2000
Ponownie zaznaczyłam glicynę
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
464260
3000
na zielono, alaninę na czerwono, i serynę
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
467260
3000
jako S, na fioletowo. Widzimy, że
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
470260
2000
pierwsza powtarzająca się sekwencja może być opisana
07:52
almost entirely by green and red,
188
472260
3000
niemalże całkowicie przez kolory zielony i czerwony,
07:55
and the bottom repeat unit has
189
475260
2000
a w dolnej jednostce powtórzeń, w znacznej ilości
07:57
a substantial amount of purple.
190
477260
2000
występuje kolor fioletowy.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
479260
3000
Biolodzy zajmujący się pajęczynami próbują powiązać
08:02
these sequences, these amino acid
192
482260
2000
te sekwencje aminokwasów
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
484260
2000
z właściwościami mechanicznymi
08:06
of the silk fibers.
194
486260
2000
jedwabnych włókien.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
488260
3000
Jest to bardzo wygodne, że pająki używają swojej nici
08:11
completely outside their body.
196
491260
2000
całkowicie poza swym ciałem.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
493260
2000
To czyni testowanie pajęczej nici bardzo
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
495260
2000
łatwym w laboratorium, ponieważ
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
497260
3000
testujemy ją w powietrzu,
08:20
that's exactly the environment that
200
500260
2000
a to jest dokładnie to środowisko, w którym
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
502260
2000
pająki używają białek jedwabiu.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
504260
2000
Sprawia to, że ilościowe określanie właściwości jedwabiu
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
506260
2000
takimi metodami, jak test rozciągliwości,
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
508260
2000
polegający na ciągnięciu jednego końca
08:30
of the fiber, very amenable.
205
510260
3000
włókna, bardzo użytecznym.
08:33
Here are stress-strain curves
206
513260
3000
To są krzywe napięcia wytrzymałości,
08:36
generated by tensile testing
207
516260
2000
podczas testowania rozciągliwości
08:38
five fibers made by the same spider.
208
518260
3000
pięciu włókien wytworzonych przez tego samego pająka.
08:41
So what you can see here is that
209
521260
3000
Widzimy tu,
08:44
the five fibers have different behaviors.
210
524260
3000
że te pięć włókien zachowuje się w inny sposób.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
527260
2000
W szczególności jeśli spojrzymy na oś pionową,
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
529260
3000
to jest napięcie. Jeśli spojrzymy na maksymalną
08:52
stress value for each of these fibers,
213
532260
2000
wartość napięcia każdego z tych włókien,
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
534260
3000
możemy zauważyć dużą rozbieżność,
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
537260
3000
a nić asekuracyjna i jedwab wiodący
09:00
is the strongest of these fibers.
216
540260
2000
są najsilniejszymi ze wszystkich włókien.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
542260
3000
Myślimy, że to dlatego, iż nić asekuracyjna,
09:05
which is used to make the frame and radii
218
545260
3000
z której powstaje rusztowanie i promienie pajęczyny
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
548260
2000
musi byc bardzo mocna.
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
550260
2000
Z drugiej jednak strony, jeśli popatrzymy na
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
552260
2000
obciążenie, to o tyle włókno może się
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
554260
2000
rozciągnąć, jeśli spojrzymy na maksymalna wartość
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
556260
3000
tutaj, występuje duża różnorodność
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
559260
2000
i zdecydowanym zwycięzcą jest jedwab łowny
09:21
or the capture spiral filament.
225
561260
2000
i spiralna nić łowna.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
563260
2000
W rzeczywistości włókno łowne potrafi
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
565260
4000
rozciągnąć się ponad dwukrotnie.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
569260
3000
Pajęcze włókna różnią się wytrzymałością
09:32
and also their extensibility.
229
572260
2000
i rozciągliwością.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
574260
2000
Spirala łowna,
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
576260
2000
musi być wystarczająco rozciągliwa aby zamortyzować
09:38
the impact of flying prey.
232
578260
2000
uderzenie lecącej zdobyczy.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
580260
2000
W przeciwnym razie,
09:42
basically when an insect hit the web,
234
582260
2000
insekt wpadający w sieć
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
584260
2000
po prostu by się od niej odbił.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
586260
2000
Jeśli sieć utkana byłaby tylko
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
588260
3000
z nici asekuracyjnej, owad najprawdopodobniej
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
591260
2000
by się od niej odbił. Natomiast mając bardzo
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
593260
2000
rozciągliwą spiralę łowną, pajęczyna jest
09:55
able to absorb the impact
240
595260
2000
w stanie zamortyzować uderzenie
09:57
of that intercepted prey.
241
597260
3000
schwytanej ofiary.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
600260
2000
Jest całkiem sporo różnic pomiędzy
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
602260
3000
nićmi jakie, każdy pająk wytwarza.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
605260
3000
Nazywamy to kompletem narzędzi pająka.
10:08
That's what the spider has
245
608260
2000
To tym pająk
10:10
to interact with their environment.
246
610260
2000
oddziałuje na środowisko.
10:12
But how about variation among spider
247
612260
2000
Co z różnicami pomiędzy gatunkami
10:14
species, so looking at one type of silk
248
614260
2000
pająków, pod względem rodzaju
10:16
and looking at different species of spiders?
249
616260
3000
nici?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
619260
2000
To niezbadany obszar,
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
621260
4000
aczkolwiek tu jest trochę informacji, które mogę wam pokazać.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
625260
2000
To jest porównanie wytrzymałości
10:27
of the dragline spilk spun
253
627260
2000
jedwabiu wiodącego, uprzędzonego
10:29
by 21 species of spiders.
254
629260
2000
przez 21 gatunków pająków.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
631260
2000
Niektóre z nich pochodzą z rodziny krzyżakowatych,
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
633260
3000
a niektóre nie.
10:36
It's been hypothesized that
257
636260
2000
Przyjęliśmy hipotezę, że pająki
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
638260
3000
krzyżakowate, tak ten tutaj Tygrzyk,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
641260
2000
powinny mieć najbardziej wytrzymałą nić asekuracyjną,
10:43
because they must intercept flying prey.
260
643260
3000
ponieważ muszą schwytać lecącą zdobycz.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
646260
3000
Co widzimy na tych wykresach wytrzymałości,
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
649260
2000
im wyżej jest czarna kropka na wykresie,
10:51
the higher the toughness.
263
651260
2000
tym większa wytrzymałość nici.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
653260
3000
21 gatunków wskazanych tutaj
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
656260
3000
w filogenezie, na drzewie ewolucyjnym, pokazuje
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
659260
2000
ich genetyczne powiązania, pokolorowałam
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
661260
3000
na żółto pająki krzyżakowate.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
664260
3000
Jeśli spojrzycie na te dwie czerwone strzałki,
11:07
they point to the toughness values
269
667260
3000
wskazują one wartość wytrzymałości
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
670260
2000
nici asekuracyjnych pająków z rodziny prządkowatych
11:12
araneus diadematus.
271
672260
2000
i pająka krzyżaka.
11:14
These are the two species of spiders
272
674260
2000
Na badania tych dwóch gatunków pająków
11:16
for which the vast majority of time and money
273
676260
3000
przeznaczana jest ogromna większość czasu i pieniędzy,
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
679260
3000
w celu wytworzenia syntetycznej
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
682260
3000
pajęczej nici.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
685260
4000
Mimo to, ich nici asekuracyjne nie są najwytrzymalsze.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
689260
3000
W rzeczywistości, z badania wynika, że najwytrzymalszą nicią asekuracyjną
11:32
is this one right here in this white region,
278
692260
3000
jest jedna z tych, w tym białym obszarze,
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
695260
2000
nić pająka nienależącego do krzyżakowatych.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
697260
2000
To jest nić asekuracyjna utkana przez pająka rozsnuwacza,
11:39
the spitting spider.
281
699260
2000
plującego pająka.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
701260
3000
Rozsnuwacz plujący w ogóle nie używa sieci
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
704260
2000
do łapania ofiar, ale czai się
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
706260
3000
i czeka aż ofiara
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
709260
3000
zbliży się, by następnie ją unieruchomić,
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
712260
4000
opryskując ją jakby jedwabnym jadem.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
716260
3000
Wyobraźcie sobie polowanie z serpentyną w aerozolu.
11:59
That's how scytodes forages.
288
719260
3000
Tak polują rozsnuwacze.
12:02
We don't really know why scytodes
289
722260
2000
Nie wiemy dokładnie dlaczego potrzebują
12:04
needs such a tough dragline,
290
724260
3000
aż tak wytrzymałej nici asekuracyjnej,
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
727260
3000
ale to właśnie tak niespodziewane wyniki, jak ten, sprawiają że
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
730260
4000
badania biologiczne są tak ekscytujące i warte zachodu.
12:14
It frees us from the constraints
293
734260
2000
Uwalnia nas to od ograniczeń
12:16
of our imagination.
294
736260
2000
naszej wyobraźni.
12:18
Now I'm going to mark on
295
738260
2000
Teraz zaznaczę
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
740260
3000
najwytrzymalsze wartości dla nici nylonowej,
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
743260
3000
wytworzonej z jedwabiu udomowionego jedwabnika Bombyx,
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
746260
3000
wełny, Kevlaru i włókna węglowego.
12:29
And what you can see is that nearly
299
749260
2000
Możemy zauważyć, że niemal
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
751260
2000
wszystkie pajęcze nici asekuracyjne przewyższają je.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
753260
4000
Jest to kombinacja siły, rozciągliwości
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
757260
3000
i wytrzymałości, która powoduje, że pajęcza nić
12:40
special, and that has attracted the attention
303
760260
3000
jest tak niezwykła, i że przyciągnęła uwagę
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
763260
3000
bionaukowców, ludzi sięgających do
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
766260
3000
natury, by znaleźć nowe rozwiązania.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
769260
3000
Siła, rozciągliwość i wytrzymałość
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
772260
3000
oraz to, że jedwab
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
775260
3000
nie wywoduje reakcji obronnej,
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
778260
3000
przyciąga ogromne zainteresowanie zastosowaniem
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
781260
2000
pajęczej nici w zastosowaniach biomedycznych,
13:03
for example, as a component of
311
783260
2000
np. jako składnik
13:05
artificial tendons, for serving as
312
785260
3000
sztucznych ścięgien, służąc
13:08
guides to regrow nerves, and for
313
788260
4000
jako wspomaganie w odtwarzaniu nerwów
13:12
scaffolds for tissue growth.
314
792260
3000
rusztowanie dla odbudowującej się tkanki.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
315
795260
3000
Pajęcza nić ma również ogromny potencjał
13:18
for their anti-ballistic capabilities.
316
798260
2000
dzięki swym właściwościom antybalistycznym.
13:20
Silks could be incorporated into body
317
800260
2000
Jedwab można dodawać do uzbrojenia,
13:22
and equipment armor that would be more
318
802260
3000
które byłoby lżejsze
13:25
lightweight and flexible
319
805260
2000
i bardziej elastyczne,
13:27
than any armor available today.
320
807260
3000
niż opancerzenie dostępne w obecnie.
13:30
In addition to these biomimetic
321
810260
3000
Co więcej, uważam że oprócz zastosowań biomimetycznych
13:33
applications of spider silks,
322
813260
2000
pajęczych nici,
13:35
personally, I find studying spider silks
323
815260
4000
pajęczą nić jest sama w sobie
13:39
just fascinating in and of itself.
324
819260
3000
fascynująca.
13:42
I love when I'm in the laboratory,
325
822260
4000
Uwielbiam być w laboratorium,
13:46
a new spider silk sequence comes in.
326
826260
3000
kiedy dostajemy nową sekwencję jedwabiu.
13:49
That's just the best. (Laughter)
327
829260
3000
To jest po prostu niesamowite. (Śmiech)
13:52
It's like the spiders are sharing
328
832260
3000
To tak, jakby pająki dzieliły się ze mną
13:55
an ancient secret with me, and that's why
329
835260
2000
pradawnym sekretem, i dlatego
13:57
I'm going to spend the rest of my life
330
837260
2000
zamierzam spędzić resztę mojego życia
13:59
studying spider silk.
331
839260
2000
badając pajęczą nić.
14:01
The next time you see a spider web,
332
841260
3000
Następnym razem, kiedy zobaczycie pajęczynę,
14:04
please, pause and look a little closer.
333
844260
3000
proszę, zatrzymajcie się i przyjrzyjcie się jej trochę bliżej.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
847260
2000
Będziecie patrzeć na jeden
14:09
high-performance materials known to man.
335
849260
3000
z najbardziej wysokojakościowych materiałów znanych człowiekowi.
14:12
To borrow from the writings
336
852260
2000
Cytując opowiadanie
14:14
of a spider named Charlotte,
337
854260
3000
o pająku imieniem Charlotte,
14:17
silk is terrific.
338
857260
2000
pajęcza nić jest niesamowita.
14:19
Thank you. (Applause)
339
859260
3000
Dziękuję. (Oklaski)
14:22
(Applause)
340
862260
1000
(Oklaski)
O tej stronie

Na tej stronie poznasz filmy z YouTube, które są przydatne do nauki języka angielskiego. Zobaczysz lekcje angielskiego prowadzone przez najlepszych nauczycieli z całego świata. Kliknij dwukrotnie na angielskie napisy wyświetlane na stronie każdego filmu, aby odtworzyć film od tego miejsca. Napisy przewijają się synchronicznie z odtwarzaniem filmu. Jeśli masz jakieś uwagi lub prośby, skontaktuj się z nami za pomocą formularza kontaktowego.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7