โปรตีนที่ซับซ้อนซึ่งประกอบเป็นใยแมงมุม
ซึ่งเป็นเส้นใยที่รีดแล้วซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อทำงานเว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำในสภาพแห้งนั้น ได้รับการศึกษาอย่างง่ายดายและให้หน้าต่างแก่เราในการพับโปรตีน ชีววิทยาสังเคราะห์ และวัสดุนาโน ผ้าไหมมีความหลากหลายผ่านการเลือกสรรมานับพันปีเพื่อผลิตหลายพันชนิด และเหมาะสมอย่างยิ่งกับวัตถุประสงค์ของพวกมัน
อนิจจา ผ้าไหมเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของหนังสือของ Leslie Brunetta และ Catherine Craig Spider Silks มุ่งเน้นไปที่นิเวศวิทยาของแมงมุมและวิวัฒนาการของเว็บเป็นหลัก ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับวิศวกร นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ หรือนักเคมีที่สนใจงานวิจัยเกี่ยวกับไหมแต่ต้องการพื้นฐานในกระบวนการทางชีววิทยา ผู้ที่แสวงหาข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับผ้าไหมด้วยตนเองจะผิดหวัง ผู้เขียน – นักเขียนวิทยาศาสตร์ Brunetta และนักชีววิทยา Craig – พูดคุยสั้น ๆ เกี่ยวกับความหลากหลายของผ้าไหม ตลอดจนโครงสร้างและหน้าที่ของโมเลกุล แต่พวกเขาฝังข้อมูลนั้นอย่างรวดเร็วในการอธิบายกลไกการสืบทอดและนิเวศวิทยาของแมง
การหลั่งไหม: กุญแจสู่ความสำเร็จของแมงมุม เครดิต: PHOTOTAKE / ALAMY
การมุ่งเน้นที่จำกัดของหนังสือเล่มนี้ถือเป็นโอกาสที่พลาดไป เนื่องจากวิวัฒนาการของวัสดุและโครงสร้างของเว็บไม่สามารถคลี่คลายได้ แม้ว่าใยแมงมุมจะเป็นสัญลักษณ์ที่ชัดเจนของนิเวศวิทยาของแมงมุม แต่ไหมก็เป็นกุญแจสู่ความสำเร็จของอนุกรมวิธานที่หลากหลายนี้ ใยไหมช่วยให้แมงมุมสามารถอาศัยอยู่ตามซอกต่างๆ ทางนิเวศน์วิทยาได้ โดยอนุญาตให้มีการสร้างตาข่ายน้ำหนักเบาหลายแบบอย่างมีประสิทธิภาพ โดยทำให้เกิดความหลากหลายของแมลงจำนวนมาก
กับดักที่ติดอยู่กับดินของแมงมุมยุคแรกๆ
อาจทำให้แมลงบางตัวพัฒนาปีกและบินขึ้นไปในอากาศเพื่อหนีพวกมัน หนังสือเล่มนี้แนะนำทั้งแมงมุมฟอสซิลและซากดึกดำบรรพ์ที่มีชีวิต การแบ่งส่วนท้องและหลอดไหมซึ่งคล้ายกับบรรพบุรุษที่ทิ้งน้ำไว้เพื่อเดินเตร่ดินแดนเมื่อ 400 ล้านปีก่อน แมงมุมยุคแรกใช้ฟิล์มเส้นไหมบางๆ เพื่อสร้างที่พักพิงหรือระฆังดำน้ำเพื่อเอาตัวรอดจากน้ำท่วม การแข่งขันทางอาวุธระหว่างเหยื่อแมลงและนักล่าแมงได้รับการคัดเลือกสำหรับพฤติกรรมแมงมุมที่ซับซ้อนมากขึ้นและผ้าไหมที่ใช้งานได้ดีกว่า
ด้วยจุดสนใจของแมงมุม หนังสือเล่มนี้ไม่ได้กล่าวถึงผ้าไหมที่ทำโดยแท็กซ่าอื่นๆ เช่น แมลงเม่าและผึ้ง ผ้าไหมมีวิวัฒนาการมาอย่างอิสระหลายครั้ง แต่ก็ยังมีลักษณะหลายอย่างเช่นเดียวกับความหลากหลายระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน ใยแมงมุมซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน แสดงให้เห็นถึงความผันแปรที่ยิ่งใหญ่ที่สุดภายในอนุกรมวิธานเดียวทั้งในด้านองค์ประกอบทางเคมีและวิธีการผลิต การเปรียบเทียบแมงมุมและไหมอื่นๆ บอกเราเกี่ยวกับกระบวนการระดับโมเลกุลของวิวัฒนาการไบโอโพลีเมอร์ และของโปรตีนโดยเฉพาะ
ไหมประกอบด้วยโปรตีนเส้นใยเป็นส่วนใหญ่ ลำดับกรดอะมิโนที่มีความยาวและซับซ้อนของพวกมันถือเป็นกุญแจสำคัญสู่คุณสมบัติที่โดดเด่นของไหม: ความสามารถในการเก็บได้นานหลายเดือน การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจากของเหลวเป็นของแข็ง และความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของเส้นใยสำเร็จรูปที่มักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้น คุณสมบัติของไหมเหล่านี้ รวมกับความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ทำให้ทั้งนักชีววิทยาและแพทย์สนใจ เช่น วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการปลูกถ่ายทางการแพทย์ เป็นต้น แม้ว่าจะเป็นเพียงเรื่องเดียว แต่ Spider Silks แสดงให้เห็นว่าด้วยการใช้งานมากมาย ผ้าไหมมีอนาคตที่สดใสพอๆ กับผ้าไหมหม่อนในเชิงพาณิชย์ที่มีอดีตเว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
