نادرا ما تترك شبكات العنكبوت انطباعا أوليا جيدا، حتى لو لم تكن أنت من الحشرات التي تم تصميمها لإلتقاطها، فقد يكون الطلاء المفاجئ من حرير العنكبوت على وجهك مزعجا، وربما ينذر بالخطر إذا كنت لا تعرف مكان انتهاء العنكبوت، وبالنسبة لأولئك منا الذين يتمتعون بحجم كبير بما يكفي للهروب، فإن حرير العنكبوت يستحق نظرة ثانية، ولا يقتصر الأمر على أن صانعه أقل خطورة بكثير على البشر مما يعتقد عموما، وغالبا ما يكون مفيد أكثر من كونه ضار، ولكن حرير العنكبوت هو أحد عجائب الطبيعة التي لا تحظى بتقدير كبير، وعلى الرغم من أن هذه المادة الفائقة تستحق الإعجاب حتى لو كانت عديمة الفائدة لنا، إلا أنها تمتلك أيضا إمكانات هائلة للإنسانية.
هناك الكثير من الأسباب التي تجعلك تحب جيراننا العنكبوتيين، ولكن إذا لم تتمكن من تحقيق السلام مع العناكب نفسها، ففكر على الأقل في عمل استثناء لحريرها، وبصرف النظر عن التقاط البعوض والحشرات المزعجة الأخرى يزخر حرير العنكبوت بقدرات مذهلة، ويرغب البشر في تقليده، وبعد قرون من محاولة استغلال سحر حرير العنكبوت، بدأ العلماء أخيرا في كشف بعض أسراره الواعدة، وإليك نظرة فاحصة على ما يجعل حرير العنكبوت مذهلا للغاية، سواء كأعجوبة في علم الأحياء أو كنز دفين من صنع الله.
1- حرير العنكبوت أقوى من الفولاذ بالوزن:
حرير العنكبوت أخف من القطن وأرق بما يصل إلى 1000 مرة من شعر الإنسان، ومع ذلك فهو قوي بشكل لا يصدق لمثل هذه المادة الناعمة، وهذه القوة الضخمة ضرورية للعناكب، والتي تحتاج إلى حريرها لتحمل مجموعة من القوى المدمرة من الخفقان المحموم للحشرات المحاصرة إلى الإنفجارات القوية للرياح والأمطار، ومع ذلك، بالنسبة لنا، يصعب فهم القوة النسبية لحرير العنكبوت ما لم نضعه في إطار مصطلحات مألوفة، وقد يبدو مقارنته بالصلب سخيفة، على سبيل المثال، ولكن على أساس الوزن، فإن حرير العنكبوت أقوى، وقد يفتقر إلى صلابة الفولاذ، ولكن لديه قوة شد مماثلة ونسبة قوة إلى كثافة أعلى.
توضح ورقة حقائق من كلية الكيمياء بجامعة بريستول من الناحية الكمية، فإن حرير العنكبوت أقوى بخمس مرات من الفولاذ الذي له نفس القطر، كما أنه يقارن مع الكيفلار الذي يتمتع بتصنيف قوة أعلى ولكن صلابة كسر أقل من حرير العنكبوت، وفقا للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS)، وحرير العنكبوت مرن للغاية أيضا، وفي بعض الحالات يمتد أربعة أضعاف طوله الأصلي دون أن ينكسر، ويحتفظ بقوته تحت 40 درجة مئوية تحت الصفر، ولقد تم الإقتراح ولكن لم يتم اختباره، ومن الواضح أن خيطا من حرير العنكبوت بعرض قلم رصاص يمكن أن يوقف طائرة بوينج 747 في الرحلة، ومع ذلك، في حالة انثناء أكثر طبيعية، يمكن لعنكبوت داروين في مدغشقر أن يمتد حريره حتى 25 مترا (82 قدما) عبر الأنهار الكبيرة مما يشكل أكبر شبكات عنكبوتية معروفة في العالم.
2- حرير العنكبوت متنوع بشكل مدهش:
على عكس الحشرات التي تصنع الحرير، والتي تميل إلى إنتاج نوع واحد فقط من الحرير، تصنع العناكب العديد من الأصناف، وكل منها مخصص لمجموعة الأغراض الخاصة به، ولا أحد متأكد من عدد الأنواع الموجودة، كما قالت عالمة الأحياء وخبيرة حرير العنكبوت شيريل هاياشي لوكالة أسوشييتد برس مؤخرا، ولكن الباحثين حددوا عدة فئات أساسية من حرير العنكبوت، وكل منها ينتج بواسطة غدة حرير مختلفة، ويمكن للعنكبوت الفردي أن يصنع ما لا يقل عن ثلاثة أو أربعة أنواع من الحرير، ويمكن لبعض النساجين أن يصنعوا سبعة أنواع، وإليك سبعة أنواع معروفة من غدد حرير العنكبوت، وما يستخدم كل حرير من أجله:
* العنقودي: ينتج حرير ملفوف لتغليف الفريسة وشل حركتها.
* الركامي: ينتج قطرات من الصمغ للجزء الخارجي من الحرير اللزج.
* الأمبولات الكبيرة: تنتج خطوط سحب غير لآصقة، وهي أقوى أنواع حرير العنكبوت، ويستخدم الحرير لعدة أغراض، بما في ذلك الحرير غير اللآصقة للشبكة وخطوط الدعم التي تستخدمها العناكب مثل المصعد.
* الأمبولات الطفيفة: الحرير من الغدة الأمبولة الصغيرة ليس بنفس قوة خطوط السحب من الغدة الرئيسية، ولكنه بنفس القوة بسبب مرونته العالية، ويتم استخدامه بعدة طرق من بناء الشبكة إلى التفاف الفريسة.
* الأسطواني الشكل: ينتج الحرير الأكثر صلابة لأكياس البيض الواقية.
* السوطي الشكل: ينتج الألياف الأساسية القابلة للتمدد لخطوط الإلتقاط على الشبكة، وهذه الألياف مغطاة بالغراء من الغدة الكلية، وتتيح مرونتها وقتا لعمل الغراء قبل أن ترتد الفريسة عن الشبكة.
* الكمثري: ينتج خيوط ربط، والتي تشكل أقراص الربط التي تثبت خيطا من الحرير على سطح أو خيط آخر.
3- يصنع حرير العنكبوت الطائرات الورقية الحريرية، والمقلاع، والغواصات:
يوفر حرير العنكبوت مجموعة واسعة من خيارات السكن من الشبكات الحلزونية الشهيرة إلى الأنابيب والممرات والأبواب المصيدة وحتى الغواصات، وتم بناء هذا الأخير في الغالب بواسطة أنواع شبه مائية مثل عنكبوت بوب مارلي الذي يعيش على الشاطئ، والذي يجعل غرف الهواء لركوب المد العالي، ولكن هناك نوعا واحدا معروفا وهو عنكبوت الجرس الغطاس الذي يقضي حياته بأكملها تقريبا تحت الماء، وهو يترك غرفة الهواء الخاصة به فقط للإستيلاء على الفريسة أو تجديد إمداد الهواء، ولكن حتى هذا لا يحدث كثيرا، لأن فقاعة الحرير يمكن أن تسحب الأكسجين المذاب من الماء بالخارج.
يمكن أن يكون حرير العنكبوت مفيدا أيضا في النقل، وتصنع العديد من العناكب أشرعة من الحرير، مما يسمح لها بالسفر لمسافات طويلة بركوب الرياح، وهو ما يعرف باسم الإنتفاخ، وهذه طريقة شائعة لتشتت العناكب من مكان ولادتها، ولكن بعض الأنواع تستخدم أيضا السفر الجوي كبالغي، حتى بدون الرياح قد تتمكن العناكب من الطيران عن طريق تسخير المجال الكهربائي للأرض، وللرحلات القصيرة يستخدم بعض نساجي الجرم السماوي الحرير ليقذفوا أنفسهم للفريسة، معتمدين على الإرتداد المرن للحرير للإسراع مثل الصاروخ.
4- يتحول حرير العنكبوت من سائل إلى صلب لأنه يترك جسم العنكبوت:
تحتوي الغدد الحريرية على سائل يعرف باسم مخدر الغزل مع بروتينات تسمى سبيدروين مرتبة في محلول بلوري سائل، وينتقل هذا عبر أنابيب صغيرة من غدة حرير العنكبوت إلى المغزل، حيث تبدأ البروتينات في محاذاة وتصلب جزئيا، ويمكن أن يؤدي السائل من غدد حرير متعددة إلى نفس المغزل، مما يسمح للعنكبوت بصنع الحرير بخصائص محددة لمهمة معينة، وفقا لكلية الكيمياء بجامعة بريستول.
وعندما يغادر المغازل، يكون المخدر السائل عبارة عن حرير صلب، ولا تأتي خصائص حرير العنكبوت من البروتينات فحسب، بل تأتي أيضا من الطريقة التي يدور بها العنكبوت، كما لاحظ العلماء في مراجعة بحثية عام 2011، وكتبوا أنه عندما يأخذ الناس البروتينات من العناكب ويحاولون إعادة تكوين حرير العنكبوت فإن الألياف الناتجة تظهر خواص ميكانيكية مختلفة تماما مقارنة بالألياف التي تغزلها العناكب، مما يشير إلى أن عملية الغزل مهمة أيضا.
يتضح هذا من خلال عناكب الكريبيلات، وهي مجموعة كبيرة من الأنواع ذات عضو متخصص يسمى كريبليوم، والذي يصنع الحرير مع الإلتصاق الميكانيكي بدلا من الغراء السائل للعناكب الأخرى، وعلى عكس المغازل النموذجية، يحتوي الكريبيلوم على الآلاف من السدادات الصغيرة، وكلها تنتج خيوطا رفيعة للغاية تمشطها العناكب بشعيرات أرجل متخصصة في ألياف صوفية واحدة، وبدلا من الصمغ، يبدو أن الألياف النانوية من هذا الحرير تصيد الفريسة من خلال دمجها بطبقة شمعية على جسم الحشرة.
5- بعض العناكب تستبدل شبكاتها يوميا، وتعيد تدوير الحرير:
يميل نساج الجرم السماوي إلى بناء شبكاته المميزة في مناطق مفتوحة نسبيا، مما يعزز فرصته في اصطياد الفريسة وفي الحفاظ على تلف الشبكة، وغالبا ما تستبدل هذه العناكب شبكاتها كل يوم، وأحيانا حتى لو كانت تبدو على ما يرام تماما، وقبل قضاء أمسياتها في انتظار الفريسة، وقد يبدو هذا مضيعة للهدر، لا سيما بالنظر إلى جميع أنواع العناكب البروتينية التي يجب أن تستخدمها لإنتاج حرير العنكبوت في المقام الأول، ومع ذلك، حتى إذا فشل نساج الجرم السماوي في التقاط أي حشرات بين عشية وضحاها، فلا يزال لديه عادة ما يكفي من بروتينات حرير العنكبوت لتمزيق تلك الشبكة وبناء واحدة جديدة في الليلة التالية، وهذا لأن العنكبوت يأكل الحرير لأنه يزيل النسيج القديم، ويعيد تدوير البروتينات في محاولته التالية.
6- تتناغم العناكب وتنقر الحرير مثل الغيتار:
يعرف أي شخص شاهد عنكبوتا في شبكته أنها تولي اهتماما وثيقا حتى للإهتزازات الطفيفة، والتي قد تشير إلى فريسة محاصرة، ولكن في السنوات الأخيرة، وجد العلماء أن هذا الأمر أكثر تعقيدا مما يبدو، وعند مقارنته بالمواد الأخرى، يمكن ضبط حرير العنكبوت بشكل فريد مع مجموعة واسعة من التوافقيات، وفقا للباحثين من مجموعة أكسفورد في جامعة أكسفورد.
وأوضح الباحثون أن العناكب تضبط حريرها مثل الجيتار، وتعديل خصائصه المتأصلة وكذلك توترات ووصلات الخيوط في شبكاتها، ثم تسمح الأعضاء الموجودة على أرجل العناكب بالشعور بالإهتزازات النانومترية في الحرير، والتي تنقل معلومات مفصلة بشكل مدهش حول مواضيع متعددة، وقالت بيث مورتيمر من مجموعة أكسفورد سيلك في بيان حول النتائج صوت الحرير يمكن أن يخبرهم عن نوع الوجبة المتشابكة في شبكتهم وبشأن نوايا رفيقهم المحتمل ونوعيته.
