La soie d'araignée est la fibre miracle de la nature

La soie d'araignée est l'une des substances naturelles les plus miraculeuses de la Terre. La plupart des matériaux de construction sont solides ou élastiques, mais la soie d'araignée est à la fois. Il a été décrit comme plus résistant que l'acier (ce qui n'est pas tout à fait précis, mais proche), plus impénétrable que Kevlaret plus extensible que le nylon. Il résiste à beaucoup de tension avant de se casser, ce qui est la définition même d'un matériau dur. La soie d'araignée conduit également la chaleur et est connue pour avoir des propriétés antibiotiques.

Toutes les araignées produisent de la soie

Toutes les araignées produisent de la soie, du plus petit araignée sauteuse au plus grand tarentule. Une araignée a des structures spéciales appelées filières à l'extrémité de son abdomen. Vous avez probablement vu une araignée construire une toile ou descendre en rappel à partir d'un fil de soie. L'araignée utilise ses pattes postérieures pour retirer petit à petit le brin de soie de ses filières.

La soie d'araignée est fabriquée à partir de protéines

Mais qu'est-ce que la soie d'araignée, exactement? La soie d'araignée est une fibre de protéine, produite par une glande dans l'abdomen de l'araignée. La glande stocke les protéines de soie sous forme liquide, ce qui n'est pas particulièrement utile pour la construction de structures comme les toiles. Lorsque l'araignée a besoin de soie, la protéine liquéfiée passe par un canal où elle obtient un bain acide. Comme le pH de la protéine de soie est abaissée (car elle est acidifiée), elle change la structure. Le mouvement de traction de la soie des filières met la substance sous tension, ce qui l'aide à durcir en un solide à mesure qu'elle émerge.

Structurellement, la soie est constituée de couches de protéines amorphes et cristallines. Les cristaux de protéines plus fermes donnent à la soie sa force, tandis que la protéine plus douce et informe donne de l'élasticité. La protéine est un produit naturel polymère (dans ce cas, une chaîne de acides aminés). Soie d'araignée, kératine et collagène sont tous formés de protéines.

Les araignées recyclent souvent de précieuses protéines de soie en mangeant leurs toiles. Les scientifiques ont étiqueté les protéines de soie à l'aide de marqueurs radioactifs et examiné de nouvelles soies pour déterminer l'efficacité avec laquelle les araignées retraitent la soie. Remarquablement, ils ont découvert que les araignées peuvent consommer et réutiliser les protéines de soie en 30 minutes. C'est un système de recyclage incroyable!

Ce matériau polyvalent pourrait avoir des applications illimitées, mais la récolte de la soie d'araignée n'est pas très pratique à grande échelle. Produire un matériau synthétique aux propriétés de la soie d'araignée a longtemps été le Saint Graal de la recherche scientifique.

8 façons dont les araignées utilisent la soie

Les scientifiques ont étudié la soie d'araignée pendant des siècles et ont beaucoup appris sur la façon dont la soie d'araignée est fabriquée et utilisée. Certaines araignées peuvent en fait produire 6 ou 7 sortes de soie en utilisant différentes glandes de soie. Lorsque l'araignée tisse un fil de soie, elle peut combiner ces différents types de soies pour produire des fibres spécialisées à des fins différentes. Parfois, l'araignée a besoin d'un fil de soie plus collant, et d'autres fois, il en a besoin d'un plus fort.

Comme vous pouvez l'imaginer, les araignées font bon usage de leurs compétences en production de soie. Lorsque nous pensons à des araignées qui filent de la soie, nous pensons généralement qu'elles construisent des toiles. Mais les araignées utilisent la soie à de nombreuses fins.

1. Les araignées utilisent la soie pour attraper les proies

L'utilisation la plus connue de la soie par les araignées est pour la construction de toiles, qu'ils utilisent pour piéger les proies. Certaines araignées, comme tisserands orbe, construisez des toiles circulaires avec des fils collants pour accrocher les insectes volants. Les araignées Web Purse utilisent un design innovant. Ils font tourner un tube de soie vertical et s'y cachent. Lorsqu'un insecte atterrit à l'extérieur du tube, l'araignée porte-monnaie coupe la soie et attire l'insecte à l'intérieur. La plupart des araignées qui tissent la toile ont une mauvaise vue, elles détectent donc les proies dans la toile en ressentant les vibrations se propageant à travers les fils de soie. Une étude récente a montré que la soie d'araignée peut vibrer à une large gamme de fréquences, permettant à l'araignée de détecter des mouvements "aussi petits que cent nanomètres - 1/1 000 de la largeur d'un cheveu humain".

Mais ce n'est pas la seule façon dont les araignées utilisent les soies pour attraper les repas. L'araignée bolas, par exemple, fait tourner une sorte de ligne de pêche en soie - un long fil avec une boule collante à la fin. Lorsqu'un insecte passe, l'araignée bolas lance la ligne à la proie et tire dans sa capture. Les araignées lanceuses de filets filent une petite toile en forme de minuscule filet et la maintiennent entre leurs pieds. Lorsqu'un insecte s'approche, l'araignée jette son filet de soie et attrape la proie.

2. La soie des utilisateurs d'araignées pour maîtriser les proies

Certaines araignées, comme araignées de toile d'araignée, utilisez de la soie pour maîtriser complètement leurs proies. Avez-vous déjà vu une araignée attraper une mouche ou un papillon de nuit et l'envelopper rapidement de soie comme une momie? Les araignées de toile d'araignée ont des soies spéciales sur leurs pieds, qui leur permettent d'enrouler la soie collante étroitement autour d'un insecte en difficulté.

3. Les araignées utilisent la soie pour voyager

Quiconque a lu Web de Charlotte comme un enfant sera familier avec ce comportement d'araignée, connu sous le nom de montgolfière. Les jeunes araignées (appelées araignées) se dispersent peu de temps après avoir émergé de leur sac à œufs. Chez certaines espèces, l'araignée grimpe sur une surface exposée, soulève son abdomen et jette un fil de soie dans le vent. Alors que le courant d'air tire sur le fil de soie, le spiderling devient aérien et peut être transporté sur des kilomètres.

4. Les araignées utilisent la soie pour éviter de tomber

Qui n'a pas été surpris par une araignée descendant soudainement sur un fil de soie? Les araignées laissent habituellement une traînée de soie, connue sous le nom de dragline, derrière eux lorsqu'ils explorent une zone. La ligne de sécurité en soie aide l'araignée à ne pas tomber sans contrôle. Les araignées utilisent également la dragline pour descendre de manière contrôlée. Si l'araignée trouve des problèmes ci-dessous, elle peut rapidement remonter la ligne en sécurité.

5. Les araignées utilisent la soie pour éviter de se perdre

Les araignées peuvent également utiliser la dragline pour trouver leur chemin vers la maison. Si une araignée s'éloigne trop de sa retraite ou de son terrier, elle peut suivre la ligne de la soie jusqu'à sa maison.

6. Les araignées utilisent la soie pour s'abriter

De nombreuses araignées utilisent de la soie pour construire ou renforcer un abri ou une retraite. Tous les deux tarentules et araignées-loups creuser des terriers dans le sol et tapisser leurs maisons de soie. Certaines araignées qui construisent des sites Web construisent des retraites spéciales à l'intérieur ou à côté de leurs toiles. Les araignées tisserandes en entonnoir, par exemple, font une retraite en forme de cône dans un côté de leurs toiles, où elles peuvent rester cachées à la fois des proies et des prédateurs.

7. Les araignées utilisent de la soie pour s'accoupler

Avant l'accouplement, une araignée mâle doit préparer et préparer son sperme. Les araignées mâles filent la soie et construisent de petites toiles de sperme, juste à cette fin. Il transfère le sperme de son ouverture génitale à la toile spéciale, puis ramasse le sperme avec ses pédipalpes. Avec son sperme stocké en toute sécurité dans ses pédipalpes, il peut rechercher une femelle réceptive.

8. Les araignées utilisent la soie pour protéger leur progéniture

Les araignées femelles produisent une soie particulièrement résistante pour construire des sacs d'oeufs. Elle dépose ensuite ses œufs à l'intérieur du sac, où ils seront protégés des intempéries et des prédateurs potentiels car ils se développer et éclore en minuscules araignées. La plupart des mères araignées fixent le sac à œufs à une surface, souvent près de sa toile. Les araignées-loups ne prennent pas de risques et transportent le sac à œufs jusqu'à ce que la progéniture émerge.

Sources:

  • Introduction de Borror et Delong à l'étude des insectes, 7e édition, par Charles A. Triplehorn et Norman F. Johnson.
  • Encyclopédie de l'entomologie, 2e édition, édité par John L. Capinera.
  • Les scientifiques de l'ASU dévoilent les mystères de la soie d'araignée, Arizona State University, 27 janvier 2013.
  • Un ingénieur de l'État de l'Iowa découvre que la soie d'araignée conduit la chaleur ainsi que les métaux, Iowa State University, 5 mars 2012.
  • L'abaissement du pH régule la production de soie d'araignée, Université suédoise des sciences agricoles, 12 mai 2010.
  • Un chercheur de Stanford jette un nouvel éclairage sur les mystères de la soie d'araignée, Université de Stanford, 4 février 2013.
  • Règle des bugs! Introduction au monde des insectes, par Whitney Cranshaw et Richard Redak.
  • Araignées, site Web du Smithsonian National Museum of Natural History.
  • Les araignées écoutent leurs toiles, par Carrie Arnold, site Web du National Geographic, 5 juin 2014.
  • Araignées de Net-Casting, Site Web du Musée australien.
  • Araignées de la bourse, Site Web de l'Université du Kentucky sur l'entomologie.
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