Паутина и сплетающие ее пауки издавна привлекали внимание человека. И очень возможно, что именно им люди обязаны возникновением ткачества. Недаром у древних греков существовала красивая легенда о девушке Арахне - замечательной ткачихе и вышивальщице, соревновавшейся в своем искусстве с самой Афиной и победившей ее. За это разгневанная богиня превратила мастерицу в паука, вечно висящего на своей нити и ткущего бесконечную пряжу. Кстати говоря, паук у греков носит имя "арахна", а изучающая пауков наука именуется в европейских языках арахнологией.
Легенда, однако, говорит лишь об искусстве Арахны и красоте ее работы, но умалчивает о свойствах самой паутины. А они, между прочим,совершенно удивительны.
Пауки,а точнее - паучихи, обладают способностью вырабатывать семь видов паучьего шелка (каркасные и ловчие нити паутины, нити кокона и т. д.), каждый из которых синтезируется специализированной железой. Объединяе т же эти виды нитей то, что все они состоят почти исключительно из белковых молекул, и то, что в железах они накапливаются в полурастворенном состоянии,а нерастворимыми становятся лишь после выхода на воздух.
Паучий шелк - уникальный биоматериал, сочетающий удивительную прочность с эластичностью. Каркасная нить, например, в несколько раз прочнее стальной - при одинаковой, разумеется, толщине. Если же учесть, что паутина может к тому же растягиваться примерно на треть своей длины, то становится понятным, почему ученые так давно пытаются создать искусственную паутину.
Материалы с подобными свойствами могли бы стать незаменимыми для производства множества самых разнообразных изделий - от искусственных связок и сухожилий для хирургии до бронежилетов или парашютного корда.
Но зачем же создавать искусственную паутину? Разве не проще было бы использовать природную, эксплуатируя труд самих пауков? Оказывается, не проще.
Во-первых, у самки паука очень невелик коэффициент полезного действия: произведя нить длиной всего в несколько десятков метров, она вынуждена затем отдыхать почти неделю. Что, впрочем, вовсе не удивительно, ведь природа создала ее охотницей, и паутину свою она плетет всего лишь как ловушку для будущих жертв, а сама подолгу ожидает в засаде.
Во-вторых, к совместной деятельности пауки совершенно не пригодны, поскольку известны своим непримиримым антагонизмом друг к другу и даже каннибализмом. Не зря же существует поговорка о пауках в банке.
В-третьих, пауки совсем не поддаются дрессировке, и потому заставить их плести паутину по определенной программе - задача неосуществимая. Специалистам же требуется не затканный паутиной угол на потолке и даже не сверкающее на солнце каплями росы тончайшее кружево, а вполне определенные конструкции с заданными свойствами.
В течение нескольких лет ученые многих стран, и в том числе России, пытаются создать искусственную паутину, но повторить природную технологию пока никому не удалось. Однако результаты некоторых исследований чрезвычайно интересны. Установлено, например, что вещество паутинной нити - это композит из разных белков, хитроумно переплетенных между собой. Самая, к примеру, изученная из всех - каркасная нить паука-кругопряда Nephila clavipes состоит из белков спидроина 1 и спидроина 2. Принципиальное различие между ними состоит в том, что в первом из них, обеспечивающем прочность нити, много кристаллизованных областей, а во втором, "ответственном" за эластичность, их существенно меньше.
Изучая работу вырабатывающих паучий шелк желез, сотрудники Государственного научно-исследователь ского института генетики и селекции промышленных микроорганизмов (Москва) сумели выделить и расшифровать ген, "ответственный" за синтез нити. А затем, клонировав часть этого гена в организме одной из бактерий, заставили ее начать производство нужного белка. Только вот эффективность этого производства оказалась очень низкой, поскольку примитивный организм бактерии плохо воспринимал ген куда более высокоорга низованного организма паука.
При помощи компьютера ученые видоизменили этот ген - перевели его, если можно так сказать, на доступный для микроорганизма язык. А затем, сконструировав его уже "живьем", ввели в один из видов дрожжей, после чего дрожжи стали успешно вырабатывать паутинный белок. Исследования показали, что структура нового белка та же, что у паутинного, и, следовательно, полученное вещество - аналог природного композита. И хотя до его промышленного производства пока еще далеко, но разрабатывать технологию получения нити из этого белка вполне можно.
