Svět se topí v plastu. Stává se těžkým a lepkavým. Potřebujeme materiály, které jsou lehké, odolné a které zmizí, když už nejsou potřeba.
Obvykle každý okamžitě věnuje pozornost pavoukům. Pavoučí hedvábí je legendární. Existuje ale ještě jeden zdroj, který máme doslova pod nosem.
Včely.
Ne, nejen zlato. Jakékoliv včely.
“Výroba hedvábí je v přírodě mnohem rozšířenější, než si většina lidí myslí.”
Tak říká Oren Wasserman, molekulární biolog, který dokončil doktorát v laboratoři Justina Jonese na univerzitě v Utahu. Tvrdí, že hmyz vynalezl hedvábí nejméně třiadvacetkrát. Mravenci, včely a vosy mají své vlastní „recepty“.
V průlomovém tahu vytvořil Wasserman a jeho tým film z včelího hedvábí v laboratoři od nuly.
Zde je to, co mnoho lidí neví: Asi tři čtvrtiny všech druhů včel produkují hedvábí. Včely medonosné ho používají k vystýlání svých školek a včely samotářky ho používají ke stavbě kokonů.
Představte si kokon jako opevněný bunkr.
To není jen balicí papír. Musí „dýchat“, chránit před dalším hmyzem a odpuzovat parazity.
Parazitoidní vosy jsou krutá stvoření. Cítí kokony a pak v nich hlodají díry. Puch! – a položte dovnitř vajíčka. Včelí larva se buď stane potravou vosám, nebo se promění v potravu pro jejich potomky. Je to hnusné, ale příroda je drsná.
Proto včela potřebuje brnění. Vytváří ji včela modrá orchidej (Osmia lignaria ). Tyto kokony vypadají nevinně: malé, nahnědlé, protáhlé, s malým kapkovitým uzávěrem.
Vypadá to neškodně, ale ve skutečnosti je všechno jinak.
Jemnopramenné bource morušového tkají jednu dlouhou nit. Jen. Je to nuda, abych byl upřímný. Modré včelí larvy orchidejí jsou opravdovými architekty. Připevňují závit ke stěně. Táhnou. Lepené. Pohybují se. Připevněno. Táhnou. Lepené.
Vrstva po vrstvě.
To zajišťuje rovnováhu toku kyslíku, vlhkosti a strukturální integrity.
Jak ale tento materiál ze včely dostat? Tohle byla velká bolest hlavy.
Vytahování vláken z hotového kokonu je zdlouhavý proces. Lámou se a trhají.
Tým tedy změnil strategii. Vytvořili umělé hnízdní buňky pomocí 3D tiskárny, umístili tam larvy a pečlivě je pozorovali.
Kdy začala larva spřádat kokon? Kdy byla první vlákna ještě volná? Bum!
Hedvábí odebírali přímo z tlamy larvy.
Škodí to včele? Zřejmě ne. Larva pokračuje v práci. V každém případě dokončí stavbu svého kokonu. Metoda je neinvazivní a způsobuje minimální interferenci.
“Jedním z nejslibnějších aspektů je, že larvy pokračují ve vytváření zámotků.”
Po obdržení vláken vědci rozluštili genetický kód.
Tým zavedl včelí geny do mikroorganismů. Mikrobi jsou továrny. Produkují proteiny, které výzkumníci nazývají fibroiny.
Pak přišel okamžik magie. Proteiny byly purifikovány a odlity do průhledných filmů. Samonosné plechy.
Poprvé v historii.
Mohu to použít hned teď? Ještě ne. Samotný materiál je jen důkazem konceptu. Prototyp.
Ale technologie funguje. A je otevřená rozvoji.
Hedvábí včel medonosných se lépe táhne. Snad dalším krokem bude jeho výroba. Nebo míchání materiálů.
To je přesně to, co dělají.
Včely samy o sobě jsou už docela zvláštní stvoření. Nyní je jejich hedvábí kombinováno s lamreyským hlenem.
Lampreys? Ano, tito staří obyvatelé dna bez čelistí. Když se bojí, vylučují hlen. Tlustý. Viskózní. Ucpává žábry každého predátora, který se je snaží sežrat.
Tento hlen obsahuje proteinové vlákna. Po natažení a vysušení jsou téměř stejně pevné jako pavoučí hedvábí.
Wassermanova laboratoř zpracovává sliz mihule a včelí hedvábí v podstatě stejným způsobem. Mají podobnou proteinovou strukturu.
Tak proč je nesmíchat?
Kombinace odolnosti proti propíchnutí včelího hedvábí a elasticity hlenu vede k novému typu textilu. Užitečné pro chirurgické stehy, tkáňové lešení a high-tech zařízení.
Proč jsme to neviděli dříve?
Asi proto, že jsme se dívali jen na pavouky a bource morušového. Ignorovali jsme zbytek hmyzího světa.
„Velká část pozornosti byla věnována malému počtu druhů… Při pohledu na hmyz jako celek je rozmanitost hedvábí ohromující.“
Wasserman očekává, že tato oblast poroste. Zbývá ještě mnoho kokonů ke studiu.
Článek byl publikován v časopisech PLOS One a SynBio.
Jsme teprve na začátku cesty. Co se ještě skrývá v hnízdě? 🐝
