...كمثل العنكبوت اتخذت بيتا وإن آوهن البيوت لبيت العنكبوت لو كنتم تعلمون. 41 آية العنكبوت

منذ آلاف السنين والانسان يستعمل خيوط الحرير المنتجة عن طريق شرانق الحرير. حتى الان كان الحرير هو الخيط الوحيد الذي يتمتع بصفات فريدة ويمكن انتاجه بطريق صناعي. اليوم اصبح بامكان خيط العنكبوت ان ينافسه، بعد ان اكتشف الانسان ان خيط العنكبوت ليس هشا كما كان الاعتقاد سائدا، بل اقوى الخيوط على الاطلاق وافضلها.

خلال 400 مليون سنة تتطور خيط العنكبوت ليصبح في الكثير من المواصفات افضل من خيط الحرير او اي خيط على الاطلاق، فهو خفيف، طري، وقوي الى درجة لاينافسه بها اي خيط على الاطلاق، واضافة لذلك لايبقى كفائض في الطبيعة. وهذه هي المواصفات:
قوي كالحديد: اذا حسبنا على اساس النسبة الى الوزن، فأن خيوط العنكبوت اقوى بخمس مرات من الحديد.
طري مثل العلكة: يستطيع ان يستوعب اقوى الضربات القاتلة. لذلك يمكن ان يكون افضل المواد لصناعة الملابس المقاومة للطلقات
ناعم كالحرير: لذلك يوجد كل الامكانية لمنافسة الحرير واخراجه من سيطرته التاريخية.
قابل للتفسخ الطبيعي: مما يجعله غير ضار للطبيعة، اذ مع الزمن يذوب ويتفسخ، عوضا عن ان يبقى في الطبيعة مسببا مشاكل بيئية. لذلك سيفضل لصناعة شبكات الصيد، التي اذا فقدت لن تسبب مشاكل للحياة البحرية.

المشكلة فقط، ان العنكبوت غير مناسب لانتاج الخيوط كما هي الحال عند شرانق الحرير. العنكبوت يتميز بالعدوانية، ولايمكن جمعهم مع بعض من اجل القيام بالانتاج الصناعي الواسع، كما ان العنكبوت يقوم بانتاج كمية قليلة كل يوم، لايمكن استخدامها بشكل تجاري. من اجل حل هذه المشكلة لابد من تقليد عملية الانتاج البيلوجي عند العنكبوت.

حاول العلماء بضعة سنوات تقليد التركيب الكيميائي لخيط العنكبوت، ولكنهم فشلوا، لتعقيده الشديد الى ان تمكن مجموعة علماء كنديين من انتاج خيوط العنكبوت الصناعية لاول مرة عام 2002، وسمي بيوستييل (الصلب البيلوجي).

نجح العلماء في الحصول على الخيوط من خلال استغلال معرفتهم بكون البروتين الموجود عند الحيوانات اللبونة المسؤول عن انتاج الحليب، يتشابه مع البروتين الموجود عند العنكبوت المسؤول عن انتاج الخيوط. ومن خلال زرع بروتين العنكبوت في العنزة، تمكن العلماء من "حلب" السلسلة البروتينية في كميات كبيرة الى درجة امكن معها نسج الخيوط.

المميز لبروتين الخيوط العنكبوتية هو قدرتها على الطوفان على سطح الماء بالرغم من انها كريستالية. هذا يعني انه بالرغم من ان المادة الخيطية تحتوي على نسبة عالية من البروتين، لاتتداخل ببعضها كما هو الامر عند الانسان مثلا ، بل تنزلق على بعضها بدون اي مقاومة تقريبا، وبالتالي لايحتاج العنكبوت الى استهلاك المزيد من الطاقة من اجل جعل الخيط اطول او ارق.

التحول من مادة بروتينية الى خيوط قوية كالحديد، تحدث من خلال ان الكتلة البروتينية في طريقها الى حلمة الخروج، تضغط اكثر فأكثر من قبل المجرى الذي يقل قطره باستمرار، مما يجبر البنية الكيميائية على التشكل بجوار بعضها البعض، والعملية نفسها تجبر الذرات المائية على الانفصال عن الخيوط المتشكلة. بالضبط كما يجري عند تشكيل الخيوط الحديدية في المعامل.

لازال الخيط المصنوع بالطريقة "الصناعية" بعيدا عن صلابة وقوة الخيط الطبيعي، إلا ان الامر مسألة وقت الى حين "يتعلم" العلماء كيفية تحسين اساليبهم. وبالرغم ذلك نحصل الان على خيط لايجاريه اي خيط اخر. اذا تمكن العلماء من الوصول الى انتاج هذا الخيط بالكمية الضرورية، يمكن عندئذ من صناعة الملابس المضادة للطلقات، خيوط وشبكات الصيد التي "تذيب" نفسها عند الحاجة، وملابس فائقة الخفة. كل ذلك بفضل "حليب العنزة".

عن مجلة
Illustrerad vetenskap 2002 / 8