自然界精灵的非凡杰作：天网恢恢
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当 苍蝇撞上蛛网时，饥饿的蜘蛛会立马向它们冲来进行袭击。蜘蛛们可没有闲工夫欣赏自己的网络杰作。幸运的是，研究者们不受这些约束。一个新的分析揭开了极其复杂的蛛网设计的秘密，它显示了蛛丝的奇妙特性是如何将网变成柔韧而牢固的陷阱的。
“这很有创新意识”，乔伊斯-王（ Joyce Wong）说道。她是波斯顿大学的生物材料研究员，并没有参与这项研究。
参与研究的马库斯-比埃勒（ Markus Buehler） 说，蜘蛛结出的丝是一种非凡的材料。比埃勒是麻省理工学院的材料学家，现在剑桥。取一根蛛丝，上面悬挂一只蜘蛛，如果拉伸蛛丝，它就会伸长，有时会达到原来长度的两倍长，但最后它还会变强硬。
比埃勒和他的同事以前发现，在蛛丝有弹性的阶段，蛛丝中的蛋白质被扭成复杂的折叠结构。他说，拉伸这些回旋结，直到再没有结可以松开，蛋白质会重新变成坚韧的结构，这种结构叫做β-折叠纳米晶体。
然而，蜘蛛不只是悬挂在网上，比埃勒和他的同事想弄明白这些分子特性是怎样影响它们的整个蛛网的。所以他们在户外找到一个较宽的、辐射状的蛛网，一只蜘蛛还在网上。研究小组在蛛网各处挂上金属丝做的微小砝码，模仿一只苍蝇撞进这个陷阱。当用力猛拉的时候，个别丝辐会伸展开来，然后突然断裂，而其它的丝辐则不会随着它们断裂，蛛网能够承受失去一些丝辐的损失。研究小组今天在《自然》杂志报导说，即使在蛛网各处剪去10%的丝辐，这些陷阱看起来还能保持其原有的强度。
为了测试蛛网的结构特性是否与蛛丝的奇特拉伸性有关，研究小组进行了电脑模拟实验。在此，弯曲的实现是很容易的。研究小组设计了看似与普通蛛网无异的网络，由一种叫牵引丝的材料制成，它已改进成整个具有弹性，换句话说，不是β-折叠的。当一只想像的手指拉这些模仿物时，整个蛛网会隆起来，直到最后破裂。比埃勒解释说，所有这些有弹性的蛛丝会把重量通过整个网络传散开，这也意味着，拉伸一根蛛丝会破坏很多别的丝辐。然而，真实的圆形编织丝在不同的时候或者有弹性，或者硬而不易弯曲。使得这些蛛丝能够弯曲，然后突然断裂，以这种正确的方式避免殃及附近的丝辐。
这一发现突出了蜘蛛生态学的独一无二特性。比埃勒指出，事实上，这种牺牲一个单元的方法在自然材料里极为少见的。其它的织丝动物，如丝蚕则产生更加有弹力的丝线，由一个整体结构如蚕茧来分散外力，使得捕食者很难咬破。
菲利普·勒杜克（Philip LeDuc），是宾夕法尼亚州匹兹堡的卡内基·梅隆大学的机械工程师，对此留下了深刻印象：“这活儿太奇妙了”。他说，对蛛网的伸展性及突然断裂特性从分子学角度予以解释，不但能帮助工程师模仿这些材料，还有可能把这些材料做得更好。
比埃勒已经在与基因工程蛛形纲类生物学家一道工作，可以纺织出具有自然界中看不到的特性的丝线。现在这东西该吓跑苍蝇了。
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