Кассия Сен-Клер - Золотая нить. Как ткань изменила историю [litres]

Задача по созданию наряда, показанного в музее Виктории и Альберта, измучила Пирса и Годли, но в этом они были не одиноки. Паучий шелк веками манил людей, захватывая воображение, это надежный, возобновляемый источник. Хотя вы, возможно, с этим и не согласны, паутина, которую без раздумий выметают из бесчисленных углов, – чудо инженерии. Паучий шелк – это чистый белок, невероятно прочный, способный увеличиваться в длину на 40 % и не рваться. Это, разумеется, представляет интерес для тех, кто пытается совершить прорыв в области медицины и военной биотехнологии. Предполагаемые сферы использования простираются от регенерации нервов до замены кевлара в пуленепробиваемых жилетах и не исключают роскошную одежду. Понятно, почему в попытках в точности повторить то, что самый скромный паучок может создать в мгновение ока, люди всегда были готовы зайти далеко [520] Mandel. Hadley Legget. .

Пауками, давшими сырье для создания золотой накидки, были кругопряды-нефилы, или золотопряды ( Nephila Madagascariensis ), уроженцы Мадагаскара. Эти паучки – харизматичные создания. Самки размером с ладонь человека, с длинными, довольно элегантными ногами, поднимающимися над их тельцами. Пухленькое и симпатичное брюшко с желтыми и серыми пятнами может быть размером от бразильского ореха до крупного финика. (Самцы красновато-коричневые и размером в пять раз меньше самок.) Они плетут невероятную паутину, создавая просторные гнезда вокруг Антананариву, столицы Мадагаскара, на деревьях и на верхушках телефонных столбов, и лежат, поджидая жертву, сунув голову в паутину, отливающую на солнце золотом.

Род Nephila – один из древнейших, известных в настоящее время. В ископаемом состоянии виды этого рода датируются между 16 миллионами лет и серединой юрского периода. Они популярны у коллекционеров и музеев благодаря красоте самок и привычке выставлять напоказ в своей паутине мрачные трофеи, такие как крылышки бабочек и головы мух (как гордые охотники вешают на стену рога). Подвиды встречаются по всему миру, от Америки и Азии до Австралии. Они известны тем, что плетут паутину поперек дорожек, где ее часто рвут те, кто бегает трусцой [521] Anderson, pp. 1, 3; Clarke; Wilder, Rypstra and Elgar, p. 31. . Случайные бегуны трусцой выходят из столкновения почти без повреждений. Укусы пауков вызывают тошноту и головокружение, но неопасны для жизни, так как кругопряды охотятся на другую добычу. Обычно это насекомые, но иногда мелкие птицы, ящерицы и невезучие кругопряды-самцы тоже погибают от нейротоксичного яда, которым паучихи «угощают» все, что попало в липкие объятия их паутины [522] «Golden Orb Weaving Spiders». .

Название этих пауков происходит от двух греческих слов, которые в приблизительном переводе означают «любящие прясть». И, как позволяет предположить название, Nephila признаны за их шелк. Их паутины, которые плетут исключительно самки, очень большого размера, до двух метров в поперечнике. Паучихи как будто гордятся своими шелковыми достижениями: они редко их покидают, даже если на них нападают. И хотя новую паутину паучиха может сплести примерно за полчаса, если паутина порвана, они обычно предпочитают ее починить и жить дальше. Когда секции паутины повреждаются, паучихи вырабатывают шелк и латают паутину только что спряденной нитью. Элегантная структура их паутины вызывает восхищение ученых своей прочностью, точностью и отчетливым золотистым оттенком, который, как предполагают, помогает привлечь добычу. Самцы-кругопряды проводят жизнь на периферии паутины в тревожном ожидании момента спаривания, стараясь не вызвать ни гнева, ни аппетита у самки – оба пола живут не дольше нескольких месяцев, поэтому время дорого.

После удачного спаривания самка откладывает яйца в яичный мешок из золотистого шелка и прячет его неподалеку от паутины. Яйца готовы выпустить на свет сотни паучат размером с булавочную головку, которые вырастут и станут следующим поколением [523] Vollrath quoted in Adams; Hayashi. .

Пауки – замечательные существа. За одну ночь, используя только тот материал, который они производят сами, многие виды могут создать многозадачную структуру. Переводя на человеческий масштаб, это все равно что создать паутину размером с футбольное поле, а затем ловить в нее добычу весом с самолет. Еще 380 млн лет назад род пауков эволюционировал почти в сорок тысяч отдельных видов. (Для сравнения: люди «разошлись» с шимпанзе всего 7 млн лет тому назад, и существует всего четыре сотни различных приматов [524] Vollrath and Selden, p. 820; Hayashi. .)

Все пауки используют шелк в тот или иной момент жизненного цикла, и одна паучиха может производить разные виды шелка в зависимости от цели, для которой она собирается его использовать, начиная от подземного убежища и создания коконов для яиц до связывания добычи. Даже одна паутина может быть создана из разных видов шелка. Радиальные нити обычно из шелка в форме круглой бутыли. Этот же шелк паучихи используют, когда внезапно падают, чтобы уйти от угрозы. Это самый крепкий шелк. На поперечные нити идет шелк в форме жгутика. Он эластичный, но медленно сокращается, чтобы добыча не отскочила от паутины, а осталась в ней. Для надежности паучихи обычно усеивают паутину специальными липкими каплями [525] Randy Lewis. .

Каждая нить создана из необычайно длинных, сложных и повторяющихся белков, которые паучиха создает в сотнях прозрачных желез внутри брюшка. Эти железы соединены с микроскопическими фильерами, через которые белок по желанию выдавливается наружу, чтобы стать волокнами шелка. Протеины шелка не только крупные, но и нестабильные. Молекулярная трансформация из жидкой формы в твердую происходит в тот самый момент, когда паучиха прядет. Происходит это благодаря форме и давлению в самих фильерах [526] Саймон Пирс сказал мне, что раньше просил людей закрыть глаза и сказать ему, что они чувствуют, когда их вытянутой руки касается бахрома из паучьего шелка. Она была настолько легкой, что они ее практически не ощущали. .

Хотя этот шелк похож на шелк тутового шелкопряда, творение пауков его превосходит. На молекулярном уровне он тоньше и ровнее, поэтому конечный продукт мягче и легче и в виде нити, и в виде ткани [527] Hambling. . Хотя нить паучьего шелка тоньше человеческого волоса, некоторые паучьи шелка – при одинаковом весе – почти в пять раз крепче стали, но могут быть невероятно эластичными, не вызывают аллергических реакций у людей и способны поглощать большое количество кинетической энергии. Такое сочетание качеств позволило ученым использовать паучий шелк в самых разнообразных сферах – от структурной защиты от взрыва до пуленепробиваемых жилетов и защиты для тела; от биоразлагаемых лесок для рыбной ловли до искусственных сухожилий и тончайших шелковых рубашек, которые когда-либо были известны человечеству [528] William F. Leggett, p. 7. .