Світ тоне у пластиці. Він стає важким та липким. Нам потрібні матеріали легкі, міцні та такі, що зникають, коли вони більше не потрібні.
Зазвичай усі відразу звертають увагу на павуків. Павуковий шовк – це легенда. Але є інше джерело, яке знаходиться буквально під нашим носом.
Бджоли.
Ні, не лише мед. Будь-які бджоли.
«Виробництво шовку поширене у природі набагато ширше, ніж думає більшість людей».
Так каже Орен Вассерман, молекулярний біолог, який захистив докторську дисертацію в лабораторії Джастіна Джонса в Університеті штату Юта. Він стверджує, що комахи вигадали шовк не менше двадцяти трьох разів. У мурах, бджіл та ос є свої власні «рецепти».
Вассерман та його команда зробили новаторський крок: вони створили плівку з бджолиного шовку в лабораторних умовах з нуля.
Ось що багато хто не знає: приблизно три чверті всіх видів бджіл виробляють шовк. Медоносні бджоли використовують його для вистилання «дитячих кімнат», а одиночні бджоли — для будівництва коконів.
Подайте кокон як укріплений бункер.
Це не просто пакувальний папір. Він повинен «дихати», захищати від інших комах та відштовхувати паразитів.
Паразитоїдні оси – жорстокі створіння. Вони чують кокони, потім прогризають у них дірки. * Поп! * – І відкладають яйця всередину. Личинка бджоли або стає їжею для ос, або перетворюється на корм для їхнього потомства. Огидно, але природа сувора.
Тому бджолі потрібна броня. Її створює синя орхідейна бджола (Osmia lignaria). Ці кокони виглядають безневинно: маленькі, коричневі, подовжені, з невеликим краплеподібним ковпачком.
Вигляд необразливий, але насправді все інакше.
Тонкопрядні шовкопряди плетуть одну довгу нитку. Просто. Нудно, чесно кажучи. Личинки синьої орхідейної бджоли – справжні архітектори. Вони кріплять нитку до стінки. Тягнуть. Приклеюють. Рухаються. Кріплять. Тягнуть. Приклеюють.
Шар за шаром.
Так забезпечується баланс потоку кисню, вологості та структурної цілісності.
Але як дістати цей матеріал із бджоли? Це був головний біль голови.
Висмикування волокон з готового кокона – стомлюючий процес. Вони ламаються та рвуться.
Тож команда змінила стратегію. Вони створили штучні осередки для гнізд за допомогою 3D-принтера, помістили туди личинок та уважно їх спостерігали.
Коли личинка починала плести кокон? Коли перші нитки залишалися вільними? Бум!
Вони брали шовк із рота личинки.
Чи шкодить це бджолі? Зважаючи на все, ні. Личинка продовжує працювати. У будь-якому випадку вона завершує будівництво кокона. Метод неінвазивний та викликає мінімальні перешкоди.
«Одним із найперспективніших аспектів і те, що личинки продовжують формувати кокони».
Отримавши волокна, дослідники розшифрували генетичний код.
Команда впровадила гени бджіл у мікроорганізми. Мікроби – це фабрики. Вони виробляють білки, які дослідники називають фіброїном.
Потім настав момент магії. Білки очистили та відлили у прозорі плівки. Самонесучі листи.
Вперше історія.
Чи можна використовувати це зараз? Поки що ні. Матеріал сам собою лише доказом концепції. Прототип.
Але технологія працює. І вона відкрита у розвиток.
Шовк медоносних бджіл тягнеться краще. Можливо наступним кроком стане його виробництво. Або змішування матеріалів.
Саме це вони й роблять.
Бджоли самі собою вже досить дивні створіння. Тепер їх шовк поєднують зі слизом міног.
Міноги? Так, ті древні безщелепні донні жителі. Коли вони налякані, вони виділяють слиз. Густу. В’яжу. Вона забиває зябра будь-якого хижака, який намагається їх з’їсти.
Цей слиз містить білкові нитки. Коли їх розтягують і висушують, вони по міцності майже не поступаються павуковому шовку.
У лабораторії Вассермана слиз мініг та бджолиний шовк обробляють майже однаково. Вони схожа білкова структура.
То чому б не змішати їх?
Поєднання стійкості бджолиного шовку до проколів та еластичності слизу дає новий вигляд текстилю. Корисний для хірургічних швів, тканинних каркасів та високотехнологічного екіпірування.
Чому ми не бачили цього раніше?
Мабуть, тому що ми дивилися тільки на павуків та шовкопрядів. Ми ігнорували решту світу комах.
«Велика частина уваги приділялася невеликій кількості видів… Якщо дивитися на комах загалом, різноманітність шовку вражає».
Вассерман очікує, що ця область зростатиме. Залишається ще багато коконів, які доведеться вивчити.
Стаття опублікована в журналах PLOS One та SynBio.
Ми лише на початку шляху. Що ще ховається у гнізді? 🐝
