وظيفة المغازل في العناكب

العناكب وصناعة الحرير

تعد العناكب من أشهر صانعي الحرير بين المفصليات، وهي معروفة بصنع شبكات هوائية لاصطياد الحشرات الطائرة. تعتبر العناكب من الحيوانات المفترسة في كل مكان في النظم البيئية الأرضية، وهي نماذج شائعة للأبحاث السلوكية والبيئية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن أشكالها تكون صفحات الويب الخاصة بها سهلة التشكل. يمكن التعرف عليه. محجر العين.

تتكون الشبكات الجرم السماوية من هياكل مركبة مصنوعة من أنواع مختلفة من الحرير، ولكل شبكة هيكلها الجزيئي الفريد ووظيفتها المفاهيمية. تمامًا مثل الشبكات التي تربط الأبحاث التطورية من جينات الترميز إلى بروتينات الحرير، ترتبط وظيفة الشبكات الجرم السماوية بالبيئة. أيضًا.

ومع ذلك، فإن الشبكات المدارية ليست سوى هياكل وسيطة في تبادل التغيرات في استخدام الحرير بين العناكب، فهي بمثابة نقاط انطلاق لتسهيل إنشاء أنواع جديدة من شبكات العنكبوت وزيادة تنوعها.

لذلك، نناقش شكل ووظيفة شبكات العنكبوت من خلال مقدمة مفصلة لجميع جوانب بيولوجيا الشبكة الجرم السماوية، ونأمل أن تسهل الطبيعة المعمارية لهذه ة اتباع نهج أكثر تعاونًا مع الباحثين المستقبليين.

يتم استكشاف بعض المجالات الأكثر ديناميكية في بيولوجيا الويب بمزيد من التفصيل، بما في ذلك الأجرام السماوية، لتوفير مواقع واعدة للبحث المستقبلي حول هذه المخلوقات الرائعة وشراكاتها الحريرية.

ما هو المغزل؟

يقوم المغزل بغزل حرير العنكبوت أو يرقاته، كما أن بعض الحشرات الناضجة لها خيوط في قاعدة سليلة العنكبوت، وعادة ما تكون مجزأة، مثل تلك التي تحملها Embioptera على الأرجل الأمامية.

في حين أن معظم العناكب لديها ست غدد إخراجية، فإن بعضها لديه عدد قليل أو أكثر، ويمكنه التحرك بشكل مستقل وفي حلقة. معظم هذه الغدد ليست هياكل بسيطة ذات فتحة واحدة تنتج خيطًا واحدًا، ولكنها هياكل معقدة تحتوي على عدة خيط. الحنفيات المجهرية، التي تنتج كل منها لها خيط واحد.

إن الحركة الضرورية لجزيئات البروتين تنتج حريراً قوياً ومفيداً، وبدونه يصبح الحرير ضعيفاً وعديم الفائدة. يمكن أن تكون الأغشية مفردة أو مجتمعة، مما يسمح للعنكبوت بدمج ألياف مختلفة بعدة طرق لإنتاج أنواع مختلفة من الحرير لأغراض مختلفة.

يمكن أن يساعد شكل المغزل علماء الأنثروبولوجيا في تحديد تصنيف العينة، ويمكن أن يحدد الشكل الفريد للحنفية استخدامه، على سبيل المثال، الحنفية ذات شكل السوط فريدة من نوعها بالنسبة إلى الأرانيويديا.

هناك نوع آخر من الأنابيب في مجموعات من ثلاثة، يُعرف باسم بقع الغدة الأسطوانية، ويوجد فقط في الإناث ويستخدم لإنتاج البيض.

ما هي وظيفة المغزل في العناكب؟

وتتمثل المهمة الرئيسية للمغازل في العناكب في صنع الحرير

الشيء الرئيسي الذي يميز العناكب عن جميع الحيوانات الأخرى هو قدرتها على صنع الحرير، وهو ألياف قوية للغاية، وعلى الرغم من أن الحشرات الأخرى تنتج مادة مماثلة (مثل الحرير)، إلا أنه لا يمكن مقارنة قدرة العنكبوت على صنع الحرير. .

يعتمد بقاء العديد من أنواع العناكب على قدرتها الفريدة على الدوران.

تمتلك العناكب غددًا خاصة تنتج بروتينات الحرير (المكونة من سلاسل الأحماض الأمينية)، والتي تذوب في محلول مائي أزواجًا من المغازل الموجودة خلف البطن.

تطور المغزل في العناكب

كان للعناكب البدائية، التي تمثلها اليوم العناكب القديمة، ثمانية أزواج من الأطراف التي كانت تستخدمها في نسج الحرير أو كانت توضع تحت منتصف البطن (الظهارة المتوسطة).

في العناكب mygalomorph وaraneomorph، انتقلت المغازل إلى نهاية البطن (Opisthothelae، المغازل المتوسطة الأمامية (AMS) إما لم تعد موجودة أو تبقى في بعض العناكب araneomorph كهيكل يسمى المغزل cribellum. تحتوي العناكب Mygalomorph أيضًا على أربعة أو ستة مغازل، مقارنة بستة في أشكال عديدة.

هيكل المغزل

تحتوي الزهرات المقترنة على جزء إلى ثلاثة أجزاء، وهي متغيرة بشكل كبير في غزل الحرير، ويمكن أن تكون قصيرة جدًا أو طويلة نسبيًا، مثل طول البطن في العنكبوت العضلي الشكل.

يحتوي كل مغزل في نهايته على العديد من الكرات، وهناك حفر تشبه الشعر متصلة بغدد مقترنة بالحرير في البطن. تفتح كل غدة في المغزل من خلال حنفية واحدة أو اثنتين (الغدد الأمبولية)، أو عدة حنفيات (غدد أسطوانية)، أو عدة حنفيات (غدد كمثرية وحلقية). بالإضافة إلى ذلك، يتم فتح الغدد ذات الشكل الأسطواني والمبتدئ على المغازل.

ماكينة غزل الحرير

بالإضافة إلى المغازل، تمتلك معظم ذكور العناكب مسامًا حول الحجاج (أنبوبًا لزجًا) من شبكات العنكبوت وتشبه الشعر.

مصانع الحرير أو غدد الحرير

يستطيع العنكبوت استخدام الغدد الحريرية التي تشغل مساحة كبيرة من بطنه، خاصة في أنواع بناء الويب، وتعرف العناكب حوالي عشرة أنواع من الغدد الحريرية ومواقعها.

يحتوي النوع الواحد من الحرير على ما يصل إلى ثماني غدد حريرية، تنتج كل منها حريرًا بخصائص واستخدامات مختلفة، بما في ذلك:

• قرص مرفق الحرير.
• دراجتان قويتان بإطار شبكي حريري.
• خط حلزوني على شبكة الإنترنت.
• يأخذ الحرير مثل الغراء من الحرير.
• قتال والاستيلاء على الحرير بكل سهولة.
• حارس كيس البيض الحريري.

نسيج الحرير

يبلغ سمك ألياف حرير العنكبوت عادة ما بين 0.001 إلى 0.004 ملليمتر، وتحتوي هذه الألياف على مجموعة متنوعة من البروتينات المعروفة باسم السبيدروين، والتي تعطي الحرير خصائصه الفريدة. تستمد ألياف الحرير قابليتها للتمدد من سلاسل غير منتظمة ومرنة تشبه اللفائف مكونة من ببتيدات الجليسين (الأحماض الأمينية) التي تتمدد عند سحبها، وهذا يعطي الحرير مرونته.

إنه يحصل على صلابته وقوته من بلورات البروتين “الشبيهة بالطوب” عالية الترتيب من ببتيدات الألانين التي تمر عبر خط الحرير، وتختلف الخصائص الهيكلية للحرير المختلفة اعتمادًا على بنية وترتيب هذه البروتينات.

أشهر عنكبوت نسج الحرير

أرجيوب بروينيتش

تُعرف باسم حائكة الويب الجرم السماوية، وهي تغزل الحرير.

يحتوي كل أنبوب على صمام يتحكم في سمك المادة المتمددة وسرعتها، وعندما تقوم الأنابيب بسحب جزيئات بروتين الفيبروين من الأنابيب وإطلاقها في الهواء، تلتصق الجزيئات معًا لتشكل أليافًا طويلة.

يقوم الغزالون بغزل هذه الخيوط معًا لإنشاء خيوط قوية من الحرير، ولدى العديد من العناكب غدد حريرية متعددة، والتي تنتج أنواعًا مختلفة من مواد الحرير المُحسّنة لأغراض مختلفة.

يمكن للعناكب صنع خيوط مختلفة باستخدام أنواع مختلفة من الحرير بنسب مختلفة، ويمكن للعناكب ضبط تناسق الخيوط عن طريق ضبط الأنبوب لإنشاء خيوط أصغر أو أكبر.

تكون بعض ألياف الحرير متعددة الطبقات، مثل اللب الداخلي المحاط بأنابيب خارجية من الحرير يمكن تغليفها بمواد مختلفة لأغراض مختلفة، ويمكن للعناكب تغليف الألياف بمواد لزجة أو مقاومة للماء.

حرير العنكبوت قوي جدًا ومرن، وبعض أنواعه أقوى بخمس مرات من قطعة مماثلة من الفولاذ، وأقوى مرتين من قطعة الكيفلار.

وقد جذب هذا النوع من العناكب اهتمام العلماء في عدة مجالات، ولكن حتى وقت قريب لم يتمكن الإنسان من العثور على كميات كبيرة من هذا المورد الطبيعي، حيث أن استخراج الحرير من العناكب أمر صعب للغاية، وليس كل عنكبوت لديه كمية كبيرة من حرير. الذي – التي.

أنثى العنكبوت الجرم السماوي

تظهر أنثى العنكبوت الجرم السماوي الذهبي على شبكتها، لكن ذلك قد يتغير في المستقبل القريب، حيث قام الباحثون في شركة تدعى Nexia Biotechnologies بتعديل الماعز وراثيا باستخدام الجينات التي تنتج الحرير من العناكب.

ويأمل الباحثون أنه إذا تمكن عدد صغير من الماعز من إنتاج كميات كبيرة من الحرير في حليبها، فسيتم استخدام المادة من قبل المهندسين لصنع الطائرات والسترات الواقية من الرصاص والأطراف الصناعية وغيرها من العناصر.

مراجع