Všímáme si

Nepřizpůsobiví pavouci a jejich nepřekonatelné pavučiny

Pavoučí vlákno, zvané také pro svou podobnost s vláknem bource morušového pavoučí hedvábí, patří odjakživa mezi materiály, které jitří fantazii vědců i laiků. Ví se o něm, že i při své tloušťce 0,15 µm je o čtyřicet procent pevnější v tahu než ocel, takže se nabízí jeho uplatnění pro neprůstřelné ochranné prvky. Je velmi dobře snášeno imunitním systémem, a má tedy velký potenciál pro uplatnění v medicíně v podobě stehů či obvazů. Přitom je nepřekonatelně jemné a lehké.

Nepřizpůsobiví pavouci a jejich nepřekonatelné pavučiny
Nepřizpůsobiví pavouci a jejich nepřekonatelné pavučiny
Promyšlený přístroj navíjí vlákna a zároveň bezpečně kotví pavouky tak, aby jim bránil ve vzájemném masakru. Nakonec se průmyslově neujal, nicméně jeho repliku vytvořili na počátku 21. století dva madagaskarští vynálezci. (zdroj: gotsoil.blogspot.cz)
Promyšlený přístroj navíjí vlákna a zároveň bezpečně kotví pavouky tak, aby jim bránil ve vzájemném masakru. Nakonec se průmyslově neujal, nicméně jeho repliku vytvořili na počátku 21. století dva madagaskarští vynálezci. (zdroj: gotsoil.blogspot.cz)
Pavouk rodu Nephila madagascariensi umožnil další pokus o textilii z pavoučího hedvábí. Z vláken jeho samic byla nedávno utkána zlatavá tkanina. Jeho geny byly během experimentu přeneseny do dědičné informace koz. (zdroj: Acred99, 2009, CC BY-SA 3.0)
Pavouk rodu Nephila madagascariensi umožnil další pokus o textilii z pavoučího hedvábí. Z vláken jeho samic byla nedávno utkána zlatavá tkanina. Jeho geny byly během experimentu přeneseny do dědičné informace koz. (zdroj: Acred99, 2009, CC BY-SA 3.0)
Na vzniku této tkaniny, jediné svého druhu, se podílel jeden milion pavoučích samic a sedmdesát lidí. Nikdo z nich nebyl při procesu zraněn. Od roku 2009 je uložena v American Museum of Natural History v New Yorku. (zdroj: designboom.com)
Na vzniku této tkaniny, jediné svého druhu, se podílel jeden milion pavoučích samic a sedmdesát lidí. Nikdo z nich nebyl při procesu zraněn. Od roku 2009 je uložena v American Museum of Natural History v New Yorku. (zdroj: designboom.com)
Pavoučí vlákna se dočkala uplatnění v podobě zaměřovacích křížů pro vojenskou optiku. Tomu učinil konec technologický vývoj během 2. světové války. (zdroj: dehilster.info)
Pavoučí vlákna se dočkala uplatnění v podobě zaměřovacích křížů pro vojenskou optiku. Tomu učinil konec technologický vývoj během 2. světové války. (zdroj: dehilster.info)
Plemeno angorských koz BiosteelTM se od běžných angorských koz, liší jediným, ovšem podstatným, detailem. Jejich mléko obsahuje protein pavoučího hedvábí, ze kterého lze toto extrémně pevné a jemné vlákno syntetizovat. (zdroj: postnatural.org)
Plemeno angorských koz BiosteelTM se od běžných angorských koz, liší jediným, ovšem podstatným, detailem. Jejich mléko obsahuje protein pavoučího hedvábí, ze kterého lze toto extrémně pevné a jemné vlákno syntetizovat. (zdroj: postnatural.org)
Přicházejí hrdinové nové doby? (zdroj: modernfarmer.com)
Přicházejí hrdinové nové doby? (zdroj: modernfarmer.com)

Lidstvo se snaží získat a využít pavoučí hedvábí již celá staletí. Úspěšné průmyslové produkce se však zatím dosáhnout nepodařilo, a to ze dvou důvodů. Když pavouky uzavřeme do jediné kolonie určené k produkci hedvábí, mají sklon se navzájem požírat, což je s efektivní výrobou neslučitelné. Navíc se samotné vlákno obtížně zpracovává, v kontaktu se vzduchem rychle tvrdne.

Využití přitom nacházelo od nepaměti. Staří Řekové pavučinami ošetřovali krvácející rány, podobně jako je my ovinujeme gázou. Pro australské Aborigince jsou vlákna tamních obřích pavouků ideálním rybářským vlascem – oproti průmyslově vyráběnému polyamidu je vlákno lepkavé a pevně přichytí drobné rybky. Domorodci na Nové Guineji z pavoučího hedvábí dokonce tkají celé rybářské sítě, stínidla nad hlavu i brašny.

Pavoučí vlákna fascinovala odjakživa. (foto-zdroj: textileartscenter.com)

Výroba pavoučího hedvábí byla vždy komplikovaná
Jedna z nejstarších zmínek o tkaní z pavoučího hedvábí se pojí s francouzským přírodovědcem Reném Réamurem. V roce 1709 ho francouzská vláda požádala, aby vymyslel uplatnění všudypřítomných pavučin. René nashromáždil materiál z kokonů a pokusil se z něj utkat punčochy a rukavičky. Nakonec ale svůj pokus vzdal. Ukázalo se, že nasbírané množství suroviny pro daný účel nestačí.

Další francouzský vědec, Bon de Saint-Hilaire, se o několik let později pokusil za stejným účelem pavouky chovat. Ani on nebyl tak docela úspěšný. Sice se mu podařilo získat dostatek materiálu na výrobu punčoch, rukaviček a podle některých zdrojů i na celou róbu pro Ludvíka XIV., ale vyšlo najevo, že pavouky (na rozdíl od larev bource) nelze chovat v uzavřeném prostoru. Jeho pokusy vyústily v kanibalský masakr – pavouci jsou, tak jako většina predátorů, silně teritoriální.

V hlavě jiného vynálezce, Daniela Rolta, vznikla spásná myšlenka, že je potřeba pavouky nejprve znehybnit. Každého z nich upevnil mezi hlavohrudí a zadečkem, zajistil jim pravidelný přísun potravy a připojil je k parnímu stroji. Za vynález, který na cívku navíjel pavoučí vlákno přímo ze snovacích bradavek pavouků, ho v roce 1830 britská Society of Arts ocenila stříbrnou medailí. Zařízení údajně navinulo až šest tisíc metrů vlákna z dvaceti čtyř pavoučích jedinců, a to během dvou hodin. Vyčerpané pavouky však bylo zapotřebí v řádu několika minut obměňovat, a přestože si Rolt za tímto účelem předem zřídil obsáhlý chov, nedařilo se mu rentabilně získávat dostatek hedvábí pro širší produkci.

Pavoučí pléd, jak ho vidí Simon Peers a Nicholas Godley. (foto-zdroj: godleypeers.com)

Na Rolta pak počátkem 19. století navázal španěl Raimondo de Termeyer, který přístroj poněkud zefektivnil a v duchu svých předchůdců vyrobil jemné prádlo pro císaře Napoleona a jeho choť. Ani zde nemohlo být o širší výrobě ani řeči, a tak unikátní vlastnosti pavoučích vláken dodnes výzkumníky lákají k vlastním pokusům.

Madagaskarští usedlíci Simon Peers a Nicholas Godley oprášili v roce 2003 dávný sen o textilii z pavoučího hedvábí. Zapojili do práce tým sedmdesáti lidí a částku přesahující půl milionu dolarů. S takovým arzenálem se zaměřili na samičky pavouka druhu Nephila madagascariensis, které vylučují mimořádně pevné a zároveň krásně zlatavé vlákno. Každé ráno v období dešťů tedy sbírali pavoučí samičky a od každé z nich získali zhruba dvacet sedm metrů vlákna, načež ji zase vypustili do volné přírody. Získaný materiál tkali tradičními metodami a v roce 2008 se dobrali výsledku. Představili veřejnosti zářivý pléd rozměrů 3,7 x 1,3 m s pavoučím dekorem, jediný svého druhu.

(foto: Evan Leeson, 2012, CC BY-NC-SA 2.0)

Pavouci v optice, bourci i v koze
Jediné širší uplatnění doposud nalezlo přírodní pavoučí vlákno v optice. Je tak jemné, osmdesátkrát tenčí než lidský vlas, že donedávna nebylo možné nic podobného uměle vyrobit. Až do 2. světové války se užívalo na všech čočkách, které bylo nutno opatřit jemným zaměřovacím křížem. Některá vojenská zařízení dodnes chovají černé vdovy, aby bylo možné opravovat staré přístroje. Modernější nástroje jsou však opatřeny zaměřovacím křížem buď leptaným přímo do skla čočky, nebo z kovových vláken.

I po letech vývoje brání získávání suroviny přirozený naturel pavouků, možnost jejich chovu se omezuje na chlupaté mazlíčky v teráriích a věda hledá k získání vlákna jiné cesty. Jedna z nich vede přes genové inženýrství. Pavoučí hedvábí je tvořeno bílkovinou, která ihned po opuštění snovací bradavky pavouka polymeruje ve filament – nekonečné vlákno. Struktura tohoto proteinu je zakódována v pavoučí dědičné informaci, odkud se transkripcí přenáší do endoplazmatického retikula buňky a následnou translací vzniká bílkovina neobyčejných vlastností.

Pavoučí vlákno z blízka. (foto: Jeffery Scism, 2012, CC BY-NC 2.0)

Jedna z cest k získání pavoučího hedvábí vede skrze přenesení sady genů odpovědných za tuto bílkovinu do DNA jiného živočicha. Této pochybné cti se dosud dostalo bourci morušovému, jehož chov ani zpracování vláken nepředstavuje žádný problém. Pavoučí vlákno v kukaččím stylu je na světě díky bourci.

Bourec v tom není sám. Překvapivě k transgenním živočichům patří i savci – konkrétně plemeno angorských koz, v transčasech budoucích možná i plémě lidské. Už dnes je možné z kozího mléka získat bílkovinu a její polymerizací vyrobit pavoučí vlákno. Nizozemská umělkyně a experimentátorka Jalila Essaïdi do této transgenní mutace v roce 2010 zapojila i lidský rozměr. Její koncept neprůstřelné lidské kůže „2.6g 329m/s“, na jejíž výrobě se podílejí geny pavoučí i kozí, obletěl svět. (Kupodivu se kůže dostala v roce 2013 i do Prahy. Vystavili ji na mezinárodním bienále Enter 6: Biopolis.) Spiederman, pavoučí muž, sice zatím žije jen v komiksech a pohádkových filmech. Až se na něho ale budou jednou děti ptát, můžete jim vyprávět příběh o hrdinské pavoučí koze z Angory nebo neprůstřelné kůži nového věku.