細(xì)細(xì)蛛絲奧秘深

船舷

蜘蛛是地球上最古老的生物之一，在迄今1.6億年前形成的琥珀中就有它們祖先的身影。蜘蛛至今活躍在地球的每個(gè)角落，從地上到地下，從城市到村莊，從陸地到海岸，只要留意就能發(fā)現(xiàn)它們活動(dòng)的蹤跡。動(dòng)物學(xué)家通過計(jì)算得知，每公頃森林中約有100萬只蜘蛛；在人跡罕至的原始森林里，蜘蛛數(shù)量可以高達(dá)300萬只。

蛛絲不是普通的絲

將自然界中類似蛛絲的東西與蛛絲做比較，包括人類用高科技手段生產(chǎn)出來的各種纖維，也許沒有比蛛絲更能表現(xiàn)出自然的優(yōu)雅和高效的了。美國(guó)著名分子生物學(xué)家詹迪·吉姆斯研究蛛絲20年，首次人工合成出具有蛛絲特征的纖維物質(zhì)，成功制造出經(jīng)久耐用、輕便柔韌的“太空繩”。

宇航員在艙外行走時(shí)，需要一根既柔軟靈活、極富伸縮性，又堅(jiān)固耐用、幾乎不會(huì)磨損的超級(jí)繩索的固定，在起固定作用的同時(shí)，還必須絲毫不能影響宇航員的身體動(dòng)作。美國(guó)宇航局的專家潛心攻關(guān)，試驗(yàn)了若干由不同纖維編織的繩索，包括含有納米材料的纖維，都不能達(dá)到令人滿意的效果。最后不得不求助于吉姆斯，是吉姆斯研制的具備蛛絲特質(zhì)的“太空繩”為美國(guó)宇航局解決了難題。

吉姆斯對(duì)蜘蛛研究的里程碑式的發(fā)現(xiàn)，是他首先確定了蜘蛛腹部有6個(gè)絲腺，分泌各不相同的蛋白質(zhì)黏液。它們?cè)谥┲敫瓜聡娊z頭的壓力作用下產(chǎn)生6種絲：柔細(xì)的一種是包裹蜘蛛自己卵粒的；稍粗、結(jié)實(shí)的一種專門用來包裹獵物；其他4種用來織網(wǎng)。其中，最有韌性的是牽引絲，蜘蛛用它來織網(wǎng)或行走。牽引絲是動(dòng)物能制造的絲中韌勁最大的。吉姆斯比喻說，假如能制造出一根鉛筆粗、具有真蛛絲一樣強(qiáng)韌的繩索，它就能夠勾住降落在航空母艦上的折疊式“熊貓”戰(zhàn)斗機(jī)，其強(qiáng)度是同樣粗細(xì)的合金鋼纜的6倍。

另外，為了所織蛛網(wǎng)的有效利用時(shí)間更長(zhǎng)，蜘蛛會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的溫度、濕度，選擇不同噴絲口，噴出不同的蛛絲。捕獵用的蛛絲不僅像尼龍絲一樣富有彈性，而且內(nèi)部有中空的縫隙，不僅可存留空氣，而且保溫性能良好。所以，整張蛛網(wǎng)就如同一個(gè)通風(fēng)保險(xiǎn)的冷藏箱，讓不幸喪命的獵物就是在炎熱的盛夏，一周之內(nèi)也不會(huì)因變質(zhì)而不能食用。

人類祖先早就知道蛛絲的強(qiáng)韌耐用，連接起來就是完美有效的捕撈工具。至今，波利尼西亞、湯加等太平洋島國(guó)的居民仍在使用著這種原始工具捕魚。因?yàn)楂@得一張這樣的網(wǎng)比起人工編織要方便多了，只需把特制的漁網(wǎng)的模型木架放入有這種節(jié)肢動(dòng)物聚集出沒的森林里，用不了一個(gè)月，密密的蛛絲就會(huì)將它包裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，輕輕褪下，就是一張輕便實(shí)用的天然漁網(wǎng)。用鉛條或粗鐵絲稍加修整，便可捕獲數(shù)斤重的大魚。

兼具韌性和彈性的蛛絲的承受力是驚人的。專家實(shí)驗(yàn)證實(shí)，巴西亞馬孫密林的游走蛛的蛛絲是同類中最強(qiáng)勁的，每一根細(xì)細(xì)的蛛絲可以經(jīng)得住90克的拉力，它的承載強(qiáng)度是做防彈背心纖維的5倍。

山羊“吐絲”難

因?yàn)橹┲胗邢嗷埵车牧?xí)性，因此以經(jīng)濟(jì)價(jià)值為目的來人工養(yǎng)殖蜘蛛，幾乎是不可能的。當(dāng)科學(xué)家了解到蜘蛛絲的具有獨(dú)特機(jī)械性能以及良好生物學(xué)性能的纖維蛋白時(shí)，有人想到用轉(zhuǎn)基因的方法獲取蛛絲的原始物質(zhì)，然后編織成絲，造福人類。

奈科西亞生物技術(shù)公司的首席研究員雷蒙·特納獲悉吉姆斯和他的科研團(tuán)隊(duì)成功分離出了蜘蛛的基因，就冒出一個(gè)大膽的想法：將蜘蛛基因植入山羊體內(nèi)，讓山羊產(chǎn)出能紡織成蛛絲的纖維蛋白。帶有蜘蛛基因的母山羊很快便當(dāng)上了媽媽，接著就可從它的乳汁中提取到科學(xué)家們夢(mèng)寐以求的具有蛛絲成分的纖維蛋白。

但令人遺憾的是，用這種蛋白抽出的絲非常接近普通纖維，與蛛絲的特征相差甚遠(yuǎn)。問題的關(guān)鍵出在噴頭上，也就是說，模擬蜘蛛怎樣吐絲才是最難辦的事。特納說，蜘蛛在它的噴絲頭里，不知怎么就把黏液變成了扯不斷的細(xì)絲，不濕也不脆，反而相當(dāng)堅(jiān)韌和富有彈性。這是科學(xué)家還無法解釋的事情，就像我們能看見蠶在吐絲，卻不能在它體內(nèi)得到一根絲一樣。

細(xì)細(xì)蛛絲里隱藏的奧秘實(shí)在太多了。近日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜘蛛吸食不同的食物，就會(huì)編織不同形狀的蛛網(wǎng)。給它們品嘗一點(diǎn)遭投毒致死者的血液，它們一樣會(huì)編織出形狀怪異的圖案。毒藥種類不同，圖形也變化各異，且具有可重復(fù)性。法醫(yī)專家可以積累一些這樣的蛛絲樣本，很快便能據(jù)此找出毒源所在，進(jìn)而抓到投毒者。endprint