ABOUT THE SPEAKER
Cheryl Hayashi - Spider silk scientist
Cheryl Hayashi studies the delicate but terrifically strong silk threads that make up a spider's web, finding startling applications for human use.

Why you should listen

Biologist Cheryl Hayashi is fascinated with spiders and their silks, and for good reason. Made of a mix of proteins, spider silks come in thousands of variations; there are over 40,000 species of spiders, with many spiders capable of producing half a dozen types. Some silks have the tensile strength of steel -- and often are much tougher -- while remaining light as air and extremely supple. And spiders use their silk in diverse ways: to make their homes and trap their food, to travel, to court and to protect their eggs.
 
In her lab at UC Riverside, Hayashi explores spider silk’s genetic makeup, evolution and unique biomechanics (winning a MacArthur “genius" grant for it in 2007). Her work blurs the boundary between biology and materials science, looking for the molecular basis of this wondrous material and exploring how humans might learn from it. Hayashi's work may inspire new biomimetic materials for a huge variety of uses, from biodegradable fishing lines and sutures to superstrong ropes and armor cloth.

More profile about the speaker
Cheryl Hayashi | Speaker | TED.com
TED2010

Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

Cheryl Hayashi: Örümcek Lifinin Mükemmelliği

Filmed:
889,997 views

Cheryl Hayashi doğanın en yüksek performanslı materyallerinden birisi olan örümcek lifi üzerine araştırma yapıyor. Her örümcek çeşidi 7 ayrı çeşide kadar lif üretebiliyor. Peki bunları nasıl yapıyorlar ? Hayashi bunu DNA düzeyinde açıklıyor ve bu süper güçlü, süper esnek maddenin bize nasıl ilham vereceğinden bahsediyor.
- Spider silk scientist
Cheryl Hayashi studies the delicate but terrifically strong silk threads that make up a spider's web, finding startling applications for human use. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:16
I'm here to spreadYAYILMIŞ the wordsözcük about the
0
1000
2000
Örümceklerin mükemmelliğini ve
00:18
magnificenceihtişam of spidersörümcekler
1
3000
2000
onlardan neler öğrenebileceğimizi
00:20
and how much we can learnöğrenmek from them.
2
5000
3000
dünyaya duyurmak için buradayım.
00:23
SpidersÖrümcekler are trulygerçekten globalglobal citizensvatandaşlar.
3
8000
2000
Örümcekler gerçekten küresel varlıklar.
00:25
You can find spidersörümcekler in nearlyneredeyse
4
10000
2000
Örümcekleri dünyanın neredeyse
00:27
everyher terrestrialkarasal habitatyetişme ortamı.
5
12000
2000
her bölgesinde bulabilirsiniz.
00:29
This redkırmızı dotnokta marksizler
6
14000
2000
Bu kırmızı nokta
00:31
the Great BasinHavzası of NorthKuzey AmericaAmerika,
7
16000
2000
Büyük Kuzey Amerika havzasını gösteriyor
00:33
and I'm involvedilgili with an alpineAlp biodiversitybiyolojik çeşitlilik
8
18000
2000
ve birkaç meslektaşımla ben buradaki
00:35
projectproje there with some collaboratorsortak çalışanlar.
9
20000
2000
bir dağlık biyo-çeşitlilik projesinde çalışıyoruz.
00:37
Here'sİşte one of our fieldalan sitesSiteler,
10
22000
2000
Burası çalışma bölgelerimizden birisi
00:39
and just to give you a senseduyu of perspectiveperspektif,
11
24000
2000
ve daha iyi bir fikir edinebilmeniz için
00:41
this little bluemavi smudgeleke here,
12
26000
2000
buradaki mavi leke
00:43
that's one of my collaboratorsortak çalışanlar.
13
28000
2000
iş arkadaşlarımdan birisi.
00:45
This is a ruggedsağlam and barrençorak landscapepeyzaj,
14
30000
3000
Burası kurak ve çorak bir arazi
00:48
yethenüz there are quiteoldukça a fewaz spidersörümcekler here.
15
33000
2000
yine de epeyce örümcek var.
00:50
TurningDönüm rockskayalar over revealedortaya this crabYengeç spiderörümcek
16
35000
4000
Taşları ters yüz etmek bir böcekle boğuşan
00:54
grapplingfilika with a beetleböcek.
17
39000
2000
bu yengeç örümceğini ortaya çıkartıyor.
00:56
SpidersÖrümcekler are not just everywhereher yerde,
18
41000
3000
Örümcekler sadece her yerde değil
00:59
but they're extremelyson derece diverseçeşitli.
19
44000
2000
ayrıca çok çeşitliler.
01:01
There are over 40,000 describedtarif edilen speciesTürler
20
46000
3000
40,000 üzerinde tanımlanmış
01:04
of spidersörümcekler.
21
49000
1000
örümcek türü bulunuyor.
01:05
To put that numbernumara into perspectiveperspektif,
22
50000
2000
Bu rakamı görüntüye dökmek için
01:07
here'sburada a graphgrafik comparingkarşılaştıran the 40,000
23
52000
2000
burada 40,000 örümcek türünü
01:09
speciesTürler of spidersörümcekler
24
54000
2000
400 memeli ile
01:11
to the 400 speciesTürler of primatesprimatlar.
25
56000
2000
mukayese eden bir tablo var.
01:13
There are two ordersemirler of magnitudebüyüklük more
26
58000
2000
Büyüklük hesabına göre memelilerden iki kat
01:15
spidersörümcekler than primatesprimatlar.
27
60000
2000
fazla örümcek var.
01:17
SpidersÖrümcekler are alsoAyrıca extremelyson derece oldeski.
28
62000
4000
Örümcekler ayrıca çok eskiler.
01:21
On the bottomalt here,
29
66000
2000
Burada en aşağıda
01:23
this is the geologicjeolojik timescalezaman ölçeği,
30
68000
2000
bu bir jeolojik zaman çizelgesi
01:25
and the numberssayılar on it indicatebelirtmek millionsmilyonlarca
31
70000
2000
ve üzerindeki rakamlar günümüzden önceki
01:27
of yearsyıl from the presentmevcut, so the zerosıfır here,
32
72000
2000
milyon yılları ifade ediyor yani buradaki sıfır
01:29
that would be todaybugün.
33
74000
2000
bugünü ifade ediyor.
01:31
So what this figureşekil showsgösterileri is that spidersörümcekler
34
76000
3000
Bu şekil örümceklerin neredeyse 380 milyon
01:34
datetarih back to almostneredeyse 380 millionmilyon yearsyıl.
35
79000
4000
yıl öncesine kadar dayandığını gösteriyor.
01:38
To put that into perspectiveperspektif, this redkırmızı
36
83000
2000
Bunu göstermek için, buradaki bu kırmızı
01:40
verticaldikey barbar here marksizler the divergenceuyuşmazlık time
37
85000
3000
dikey çizgi insanların maymunlardan
01:43
of humansinsanlar from chimpanzeesşempanzelerin,
38
88000
3000
ayrılmasını gösteriyor
01:46
a meresırf sevenYedi millionmilyon yearsyıl agoönce.
39
91000
3000
sadece yedi milyon yıl önce.
01:49
All spidersörümcekler make silkipek
40
94000
2000
Bütün örümcekler hayatlarının
01:51
at some pointpuan in theironların life.
41
96000
2000
bir kısmında ağ örer.
01:53
MostÇoğu spidersörümcekler use copiousbol amountsmiktarlar of silkipek,
42
98000
3000
Çoğu örümcek yüksek miktarda ağ kullanır
01:56
and silkipek is essentialgerekli to theironların survivalhayatta kalma
43
101000
2000
ve bu ağ hayatta kalmaları ve
01:58
and reproductionüreme.
44
103000
2000
üremeleri için vazgeçilmezdir.
02:00
Even fossilfosil spidersörümcekler can make silkipek,
45
105000
2000
Fosil örümcekler bile ağ örebilir
02:02
as we can see from this impressionizlenim of
46
107000
2000
bu fosil örümceği üzerindeki lif memeciği
02:04
a spinneretspinneret on this fossilfosil spiderörümcek.
47
109000
3000
izlerinden görebileceğimiz gibi.
02:07
So this meansanlamına geliyor that bothher ikisi de spidersörümcekler
48
112000
2000
Bu da hem örümceklerin
02:09
and spiderörümcek silkipek have been around
49
114000
2000
hem de örümcek ağının 380 milyon yıldır
02:11
for 380 millionmilyon yearsyıl.
50
116000
4000
var olduğunu gösteriyor.
02:16
It doesn't take long from workingçalışma with spidersörümcekler
51
121000
3000
Örümceklerle çalıştığınızda bu ağın
02:19
to startbaşlama noticingfark how essentialgerekli silkipek is
52
124000
3000
hayatlarının her parçası için ne kadar
02:22
to just about everyher aspectGörünüş of theironların life.
53
127000
3000
önemli olduğunu anlamanız fazla uzun sürmüyor.
02:25
SpidersÖrümcekler use silkipek for manyçok purposesamaçlar, includingdahil olmak üzere
54
130000
3000
Örümcekler ağı birçok amaç için kullanır
02:28
the trailingSondaki safetyemniyet draglineKaptan,
55
133000
2000
güvenli kılavuz ipi örmek
02:30
wrappingkaydırma eggsyumurta for reproductionüreme,
56
135000
3000
üreme için yumurta sarmak
02:33
protectivekoruyucu retreatsinziva
57
138000
2000
savunma kaçışı ve avını
02:35
and catchingbulaşıcı preyAv.
58
140000
2000
yakalamak da bunlara dahil.
02:37
There are manyçok kindsçeşit of spiderörümcek silkipek.
59
142000
2000
Birçok örümcek ağı türü var.
02:39
For exampleörnek, this gardenBahçe spiderörümcek can make
60
144000
3000
Mesela, bu bahçe örümceği yedi
02:42
sevenYedi differentfarklı kindsçeşit of silksİpek.
61
147000
2000
farklı ağ türü yapabilir.
02:44
When you look at this orbKüre web, you're actuallyaslında
62
149000
2000
Bu daire örümcek ağına baktığınızda aslında
02:46
seeinggörme manyçok typestürleri of silkipek fiberselyaf.
63
151000
3000
birbirinden farklı ağ lifleri görürsünüz.
02:49
The frameçerçeve and radiiyarıçapı of this web
64
154000
2000
Ağın çevresi ve merkeze bağlayan lifler
02:51
is madeyapılmış up of one typetip of silkipek,
65
156000
3000
bir tür liften yapılmış
02:54
while the captureele geçirmek spiralsarmal is a compositekarma
66
159000
2000
ama yakalama ipi iki farklı
02:56
of two differentfarklı silksİpek:
67
161000
2000
tür lifin bileşimi:
02:58
the filamentfilaman and the stickyyapışkan dropletdamlacık.
68
163000
3000
lif ve yapışkan damlacık.
03:01
How does an individualbireysel spiderörümcek
69
166000
3000
Bir tek örümcek nasıl
03:04
make so manyçok kindsçeşit of silkipek?
70
169000
3000
bu kadar farklı ağ üretebilir?
03:07
To answerCevap that, you have to look a lot closeryakın
71
172000
2000
Bunu cevaplamak için bir örümceğin
03:09
at the spinneretspinneret regionbölge of a spiderörümcek.
72
174000
2000
lif memeciğine çok daha yakından bakmalıyız.
03:11
So silkipek comesgeliyor out of the spinneretsmemecik, and for
73
176000
2000
Ağ bu memecikten çıkar ve biz,
03:13
those of us spiderörümcek silkipek biologistsbiyologlar, this is what
74
178000
2000
örümcek ağı biyologları, buna
03:15
we call the "business endson" of the spiderörümcek. (LaughterKahkaha)
75
180000
2000
örümceğin iş yapan kısmı diyoruz. (Gülüşmeler)
03:17
We spendharcamak long daysgünler ...
76
182000
2000
Günler boyunca...
03:19
Hey! Don't laughgülmek. That's my life.
77
184000
2000
Hey! Gülmeyin! Benim hayatım bu!
03:21
(LaughterKahkaha)
78
186000
2000
(Gülüşmeler)
03:23
We spendharcamak long daysgünler and nightsgece
79
188000
2000
Uzun gün ve gecelerimizi örümceğin
03:25
staringbakmak at this partBölüm of the spiderörümcek.
80
190000
3000
bu kısmına bakarak geçiriyoruz.
03:28
And this is what we see.
81
193000
2000
Ve bunu görüyoruz.
03:30
You can see multipleçoklu fiberselyaf
82
195000
2000
Memecikten çıkan birden fazla
03:32
cominggelecek out of the spinneretsmemecik, because
83
197000
3000
lif görebiliyorsunuz çünkü
03:35
eachher spinneretspinneret has manyçok spigotsSpigots on it.
84
200000
3000
her memeciğin üzerinde uçlar bulunur.
03:38
EachHer of these silkipek fiberselyaf exitsçıkar from the spigottıkaç,
85
203000
3000
Bu liflerin her biri uçlardan çıkar
03:41
and if you were to traceiz the fiberelyaf back
86
206000
2000
ve lifi örümceğin içine kadar
03:43
into the spiderörümcek, what you would find is that
87
208000
3000
izlerseniz bulacağınız şey her ucun
03:46
eachher spigottıkaç connectsbağlandığı to its ownkendi individualbireysel
88
211000
2000
kendine has bir lif bezesine bağlandığı
03:48
silkipek glandbezi. A silkipek glandbezi kindtür of looksgörünüyor like a sacSac
89
213000
3000
olur. Bir lif bezesi, içerisinde çokça
03:51
with a lot of silkipek proteinsproteinler stucksıkışmış insideiçeride.
90
216000
3000
lif proteini bulunan bir keseye benzer.
03:54
So if you ever have the opportunityfırsat to dissectincelemek
91
219000
2000
Eğer daire ağ ören bir örümceği inceleme
03:56
an orb-web-weavingKüre-web-dokuma spiderörümcek,
92
221000
2000
fırsatı bulursanız
03:58
and I hopeumut you do,
93
223000
2000
ve umarım bulursunuz
04:00
what you would find is a bountycömertlik
94
225000
3000
bulacağınız şey güzellik armağanı
04:03
of beautifulgüzel, translucentyarı saydam silkipek glandsbezleri.
95
228000
3000
yarı saydam lif bezeleri olacaktır.
04:06
Insideİçinde eachher spiderörümcek, there are hundredsyüzlerce
96
231000
2000
Her örümceğin içinde, yüzlerce bazen
04:08
of silkipek glandsbezleri, sometimesara sıra thousandsbinlerce.
97
233000
3000
binlerce lif bezesi bulunur.
04:11
These can be groupedgruplandırılmış into sevenYedi categorieskategoriler.
98
236000
3000
Bunlar yedi kategoriye ayrılabilir.
04:14
They differfarklılık by sizeboyut, shapeşekil,
99
239000
2000
Büyüklük, şekil ve bazen de
04:16
and sometimesara sıra even colorrenk.
100
241000
2000
renk olarak farklılık gösterirler.
04:18
In an orb-web-weavingKüre-web-dokuma spiderörümcek,
101
243000
2000
Daire ağ ören bir örümceğin içinde
04:20
you can find sevenYedi typestürleri of silkipek glandsbezleri,
102
245000
2000
yedi farklı lif bezesi bulabilirsiniz
04:22
and what I have depictedtasvir here in this pictureresim,
103
247000
2000
ve resimde gösterdiğim şey de bu;
04:24
let's startbaşlama at the one o'clocksaat positionpozisyon,
104
249000
3000
saat bir yönüyle başlayalım
04:27
there's tubuliformtubuliform silkipek glandsbezleri, whichhangi are used
105
252000
2000
burada yumurta bezesinin dış lifini yapan
04:29
to make the outerdış silkipek of an eggYumurta sacSac.
106
254000
2000
tubulliform lif bezesi bulunuyor.
04:31
There's the aggregatetoplam and flagelliformflagelliform silkipek
107
256000
2000
Dairesel ağın yakalama lifi bileşimini
04:33
glandsbezleri whichhangi combinebirleştirmek to make the stickyyapışkan
108
258000
2000
oluşturan aggregate (birleştirme) ve
04:35
captureele geçirmek spiralsarmal of an orbKüre web.
109
260000
3000
flagelliform lif bezeleri buradalar.
04:38
PyriformPyriform silkipek glandsbezleri make the attachmentek dosya
110
263000
2000
Pirifrom lif bezeleri bağlayıcı bileşimi üretir
04:40
cementçimento -- that's the silkipek that's used to adhereuygun
111
265000
3000
bu, lifleri diğer maddelere bağlamak
04:43
silkipek lineshatlar to a substrateAlt tabaka.
112
268000
3000
için gereken liftir.
04:46
There's alsoAyrıca aciniformaciniform silkipek,
113
271000
2000
Bir de asiniform lifi var
04:48
whichhangi is used to wrapsarmak preyAv.
114
273000
2000
avları sarmalamak için kullanılır.
04:50
MinorKüçük ampullateampullate silkipek is used in web constructioninşaat.
115
275000
2000
İkincil ampullate lifi ağ yapımında kullanılır.
04:52
And the mostçoğu studiedokudu silkipek linehat
116
277000
2000
Ve en çok incelenen lif:
04:54
of them all: majormajör ampullateampullate silkipek.
117
279000
2000
ana ampullate lifi.
04:56
This is the silkipek that's used to make the frameçerçeve
118
281000
2000
Bu ağın çevresini ve merkeze bağlayan
04:58
and radiiyarıçapı of an orbKüre web, and alsoAyrıca
119
283000
3000
lifleri ve ayrıca güvenli kılavuz
05:01
the safetyemniyet trailingSondaki draglineKaptan.
120
286000
3000
ağlarının yapımında kullanılan liftir.
05:04
But what, exactlykesinlikle, is spiderörümcek silkipek?
121
289000
3000
Ama nedir bu örümcek lifi tam olarak?
05:08
SpiderÖrümcek silkipek is almostneredeyse entirelyBaştan sona proteinprotein.
122
293000
3000
Örümcek lifi neredeyse tamamen proteindir.
05:11
NearlyNeredeyse all of these proteinsproteinler can be explainedaçıkladı
123
296000
2000
Bu proteinlerin neredeyse tamamı
05:13
by a singletek genegen familyaile,
124
298000
3000
tek bir gen ailesiyle açıklanabilir
05:16
so this meansanlamına geliyor that the diversityçeşitlilik of silkipek typestürleri
125
301000
2000
bu da bugün gördüğümüz lif türü çeşitliliğinin
05:18
we see todaybugün is encodedkodlanmış by one genegen familyaile,
126
303000
5000
tek bir gen ailesiyle kodlandığını anlamına gelir
05:23
so presumablymuhtemelen the originalorijinal spiderörümcek ancestoratası
127
308000
3000
yani büyük olasılıkla örümceklerin esas
05:26
madeyapılmış one kindtür of silkipek,
128
311000
2000
atası tek tür lif üretiyordu
05:28
and over the last 380 millionmilyon yearsyıl,
129
313000
3000
ve 380 milyon yıl süresince
05:31
that one silkipek genegen has duplicatedçoğaltılamaz
130
316000
3000
bu tek bir lif geni
05:34
and then divergedayrılmaktadır, specializeduzman,
131
319000
3000
bugün gördüğümüz geniş
05:37
over and over and over again, to get
132
322000
3000
örümcek lifi çeşitliliğine ulaşmak için
05:40
the largegeniş varietyvaryete of flavorstatlar of spiderörümcek silksİpek
133
325000
2000
tekrar ve tekrar kendini kopyaladı
05:42
that we have todaybugün.
134
327000
3000
ve sonra ayrıldı ve özelleşti.
05:45
There are severalbirkaç featuresÖzellikler that all these silksİpek
135
330000
2000
Bütün bu liflerin ortak sahip olduğu birkaç özellik
05:47
have in commonortak. They all have a commonortak
136
332000
2000
mevcut. Hepsi aynı tarza
05:49
designdizayn, suchböyle as they're all very long --
137
334000
2000
sahipler, çok uzun olmaları gibi--
05:51
they're sortçeşit of outlandishlyilerliyor long
138
336000
3000
diğer proteinlere göre
05:54
comparedkarşılaştırıldığında to other proteinsproteinler.
139
339000
2000
mükemmel uzunluktalar.
05:56
They're very repetitivetekrarlayan, and they're very richzengin
140
341000
3000
Çok tekrarlılar ve amino asit
05:59
in the aminoamino acidsasitler glycineGlisin and alaninealanin.
141
344000
3000
glisin ve alanin yönünden çok zenginler.
06:02
To give you an ideaFikir of what
142
347000
2000
Bir örümcek lifi proteininin
06:04
a spiderörümcek silkipek proteinprotein looksgörünüyor like,
143
349000
2000
nasıl göründüğünü anlamanız için,
06:06
this is a draglineKaptan silkipek proteinprotein,
144
351000
2000
bu bir kılavuz çizgisi proteini,
06:08
it's just a portionkısım of it,
145
353000
2000
sadece bir kısmı
06:10
from the blacksiyah widowdul spiderörümcek.
146
355000
2000
karadul böceğine ait.
06:12
This is the kindtür of sequencesıra that I love
147
357000
2000
Bu, gece gündüz bakmaya bayıldığım
06:14
looking at day and night. (LaughterKahkaha)
148
359000
3000
türden bir dizilim. (Gülüşmeler)
06:17
So what you're seeinggörme here is the one lettermektup
149
362000
2000
Burada gördüğünüz şey amino asit için
06:19
abbreviationkısaltma for aminoamino acidsasitler, and I've coloredrenkli
150
364000
2000
tek harflik kısaltma ve glisinleri
06:21
in the glycinesGlycines with greenyeşil,
151
366000
2000
yeşil ile renklendirdim
06:23
and the alaninesalanines in redkırmızı, and so
152
368000
2000
ve alaninleri kırmızı ile yani
06:25
you can see it's just a lot of G'sG and A'sA'ın.
153
370000
3000
görebildiğiniz üzere bir sürü G ve A var.
06:28
You can alsoAyrıca see that there's a lot of shortkısa
154
373000
3000
Ayrıca sürekli devam eden
06:31
sequencesıra motifsmotifler that repeattekrar et over and over
155
376000
3000
bir sürü kısa dizilim
06:34
and over again, so for exampleörnek there's a lot of
156
379000
2000
olduğunu da görebilirsiniz, mesela çokça
06:36
what we call polyalaninespolyalanines, or iteratedtekrarlanır A'sA'ın,
157
381000
3000
bizim tabirimizle polialanin ya da tekrarlı A var
06:39
AAAAAAAAAA. There's GGQGGQ. There's GGYGGY.
158
384000
4000
AAAAA. GGQlar var. GGYler var.
06:43
You can think of these shortkısa motifsmotifler
159
388000
2000
Bu kısa motifleri sürekli
06:45
that repeattekrar et over and over again as wordskelimeler,
160
390000
3000
tekrar eden kelimeler gibi düşünebilirsiniz
06:48
and these wordskelimeler occurmeydana in sentencescümleler.
161
393000
3000
ve bu kelimeler cümlelerde ortaya çıkıyor.
06:51
So for exampleörnek this would be one sentencecümle,
162
396000
3000
Yani mesela bu bir cümle olur
06:54
and you would get this sortçeşit of greenyeşil regionbölge
163
399000
2000
ve bu yeşil bölgeyi elde edersiniz
06:56
and the redkırmızı polyalaninepolyalanine, that repeatsyinelenen denetim
164
401000
2000
ve sürekli tekrar eden
06:58
over and over and over again,
165
403000
2000
kırmızı polialeninleri
07:00
and you can have that hundredsyüzlerce and
166
405000
2000
ve bunu tek bir lif molekülü içinde
07:02
hundredsyüzlerce and hundredsyüzlerce of timeszamanlar withiniçinde
167
407000
2000
yüzlerce ve yüzlerce
07:04
an individualbireysel silkipek moleculemolekül.
168
409000
2000
kez görebilirsiniz.
07:06
Silksİpek madeyapılmış by the sameaynı spiderörümcek can have
169
411000
2000
Aynı örümcek tarafından üretilen lifler
07:08
dramaticallydramatik differentfarklı repeattekrar et sequencesdizileri.
170
413000
3000
hayret verecek kadar farklı dizilime sahip olabilir.
07:11
At the topüst of the screenekran, you're seeinggörme
171
416000
3000
Ekranın üst kısmında
07:14
the repeattekrar et unitbirim from the draglineKaptan silkipek
172
419000
3000
argiope bahçe örümceğine ait
07:17
of a gardenBahçe argiopeArgiope spiderörümcek.
173
422000
3000
kılavuz lifinin tekrar ünitesini görüyorsunuz.
07:20
It's shortkısa. And on the bottomalt,
174
425000
2000
Kısa bir dizi. Ve en aşağıda
07:22
this is the repeattekrar et sequencesıra for the
175
427000
2000
aynı örümceğin yumurta
07:24
eggYumurta casedurum, or tubuliformtubuliform silkipek proteinprotein,
176
429000
2000
kesesi ya da tubulliform lif
07:26
for the exactkesin sameaynı spiderörümcek. And you can see
177
431000
3000
proteininin tekrar dizilimi var. Ve bu lif proteinlerinin
07:29
how dramaticallydramatik differentfarklı
178
434000
2000
ne kadar birbirinden farklı
07:31
these silkipek proteinsproteinler are -- so this is
179
436000
3000
olduklarını görebilirsiniz - yani bu
07:34
sortçeşit of the beautygüzellik of the diversificationçeşitlendirme
180
439000
2000
örümceklerin lif geni ailesindeki
07:36
of the spiderörümcek silkipek genegen familyaile.
181
441000
2000
çeşitlenme güzelliğinin bir örneği.
07:38
You can see that the repeattekrar et unitsbirimler differfarklılık
182
443000
2000
Tekrar ünitelerinin uzunluk olarak değiştiğini
07:40
in lengthuzunluk. They alsoAyrıca differfarklılık in sequencesıra.
183
445000
2000
görebilirsiniz. Ayrıca dizilim olarak da değişirler.
07:42
So I've coloredrenkli in the glycinesGlycines again
184
447000
2000
Glisinleri yine yeşille
07:44
in greenyeşil, alaninealanin in redkırmızı, and the serinesserines,
185
449000
3000
alenini kırmızıyla ve serinleri, S harflerini
07:47
the lettermektup S, in purplemor. And you can see
186
452000
3000
mor ile renklendirdim. Ve görebileceğiniz
07:50
that the topüst repeattekrar et unitbirim can be explainedaçıkladı
187
455000
2000
gibi üst tekrar ünitesi neredeyse
07:52
almostneredeyse entirelyBaştan sona by greenyeşil and redkırmızı,
188
457000
3000
tamamen yeşil ve kırmızıdan oluşuyor
07:55
and the bottomalt repeattekrar et unitbirim has
189
460000
2000
ve alt tekrar ünitesi
07:57
a substantialönemli amounttutar of purplemor.
190
462000
2000
yüksek miktarda mor içeriyor.
07:59
What silkipek biologistsbiyologlar do is we try to relateilgili
191
464000
3000
Lif biyologlarının yaptığı şey bu dizilimleri
08:02
these sequencesdizileri, these aminoamino acidasit
192
467000
2000
amino asit dizilimlerini
08:04
sequencesdizileri, to the mechanicalmekanik propertiesözellikleri
193
469000
2000
örümcek lifinin biçimsel özellikleriyle
08:06
of the silkipek fiberselyaf.
194
471000
2000
ilişkilendirmeye çalışıyoruz.
08:08
Now, it's really convenientuygun that spidersörümcekler use theironların silkipek
195
473000
3000
Şimdi, örümceklerin liflerini vücutlarının
08:11
completelytamamen outsidedışında theironların bodyvücut.
196
476000
2000
dışında kullanıyor olması gerçekten kullanışlı.
08:13
This makesmarkaları testingtest yapmak spiderörümcek silkipek really, really
197
478000
2000
Bu örümcek lifinin laboratuvarda
08:15
easykolay to do in the laboratorylaboratuvar, because
198
480000
2000
test edilmesini çok çok kolaylaştırıyor çünkü
08:17
we're actuallyaslında, you know, testingtest yapmak it in airhava
199
482000
3000
bilirsiniz, onları aslında havada test ediyoruz
08:20
that's exactlykesinlikle the environmentçevre that
200
485000
2000
bu da tam olarak örümceklerin
08:22
spidersörümcekler are usingkullanma theironların silkipek proteinsproteinler.
201
487000
2000
lif proteinlerini kullandıkları ortam.
08:24
So this makesmarkaları quantifyingmiktarının silkipek propertiesözellikleri by
202
489000
2000
Bu da lifin gerginlik testi,
08:26
methodsyöntemleri suchböyle as tensilegerilme testingtest yapmak, whichhangi is
203
491000
2000
basitçe lifin bir ucundan çekilmesi,
08:28
basicallytemel olarak, you know, tuggingçekiştirmeye on one endson
204
493000
2000
gibi yöntemlerle ölçülmesine
08:30
of the fiberelyaf, very amenableuysal.
205
495000
3000
çok iyi imkân sağlıyor.
08:33
Here are stress-strainstres-gerginlik curveseğrileri
206
498000
3000
Bunlar aynı örümcek tarafından
08:36
generatedoluşturulan by tensilegerilme testingtest yapmak
207
501000
2000
üretilen beş lifin gerginlik testinde
08:38
fivebeş fiberselyaf madeyapılmış by the sameaynı spiderörümcek.
208
503000
3000
alınan gerilim-gerinim eğrileri.
08:41
So what you can see here is that
209
506000
3000
Burada görebileceğiniz şey
08:44
the fivebeş fiberselyaf have differentfarklı behaviorsdavranışlar.
210
509000
3000
beş lifin farklı davranış gösterdiği.
08:47
SpecificallyÖzellikle, if you look on the verticaldikey axiseksen,
211
512000
2000
Özellikle, dikey eksene bakarsanız
08:49
that's stressstres. If you look at the maximummaksimum
212
514000
3000
bu gerginlik. Her lifin en yüksek
08:52
stressstres valuedeğer for eachher of these fiberselyaf,
213
517000
2000
gerginlik değerine bakarsanız
08:54
you can see that there's a lot of variationvaryasyon,
214
519000
3000
çok fazla farklılık olduğunu görebilirsiniz
08:57
and in factgerçek draglineKaptan, or majormajör ampullateampullate silkipek,
215
522000
3000
ve gerçekten de kılavuz ipi ya da ana ampullate lifi
09:00
is the strongestEn güçlü of these fiberselyaf.
216
525000
2000
liflerden en güçlü olanı.
09:02
We think that's because the draglineKaptan silkipek,
217
527000
3000
Bunun, ağın çevresini ve merkeze bağlayan
09:05
whichhangi is used to make the frameçerçeve and radiiyarıçapı
218
530000
3000
lifleri yapmakta kullanılan kılavuz lifinin
09:08
for a web, needsihtiyaçlar to be very stronggüçlü.
219
533000
2000
çok güçlü olması gerektiği için böyle olduğunu düşünüyoruz.
09:10
On the other handel, if you were to look at
220
535000
2000
Diğer taraftan, eğer gerinim değerine
09:12
strainGerginlik -- this is how much a fiberelyaf can be
221
537000
2000
bakacak olursak - bu bir lifin ne kadar
09:14
extendedGenişletilmiş -- if you look at the maximummaksimum valuedeğer
222
539000
2000
uzayabileceğini gösterir- burada en yüksek değere
09:16
here, again, there's a lot of variationvaryasyon
223
541000
3000
bakarsanız yine çok farklılık var ve
09:19
and the clearaçık winnerkazanan is flagelliformflagelliform,
224
544000
2000
açık ara kazanan flagelliform
09:21
or the captureele geçirmek spiralsarmal filamentfilaman.
225
546000
2000
ya da yakalama ipi.
09:23
In factgerçek, this flagelliformflagelliform fiberelyaf can
226
548000
2000
Aslında bu flagelliform lifi esas
09:25
actuallyaslında stretchUzatmak over twiceiki defa its originalorijinal lengthuzunluk.
227
550000
4000
uzunluğunun iki katına kadar esneyebilir.
09:29
So silkipek fiberselyaf varyfarklılık göstermek in theironların strengthkuvvet
228
554000
3000
Yani lif fiberleri güç olarak farklılar
09:32
and alsoAyrıca theironların extensibilitygenişletilebilirlik.
229
557000
2000
ve esneklik olarak da.
09:34
In the casedurum of the captureele geçirmek spiralsarmal,
230
559000
2000
Yakalama ipinin durumunda ise
09:36
it needsihtiyaçlar to be so stretchyesnek to absorbemmek
231
561000
2000
uçan avın etkisini soğurması
09:38
the impactdarbe of flyinguçan preyAv.
232
563000
2000
için çok elastik olması gerekir.
09:40
If it wasn'tdeğildi ableyapabilmek to stretchUzatmak so much, then
233
565000
2000
Eğer bu kadar esneyemeseydi
09:42
basicallytemel olarak when an insectböcek hitvurmak the web,
234
567000
2000
bir böcek ağa çarptığında
09:44
it would just trampolinetrambolin right off of it.
235
569000
2000
üzerinde sıçrayıp giderdi.
09:46
So if the web was madeyapılmış entirelyBaştan sona out of
236
571000
2000
Yani eğer ağ tamamen yakalama ipinden
09:48
draglineKaptan silkipek, an insectböcek is very likelymuhtemelen to just
237
573000
3000
yapılsaydı, böceğin üzerinde zıplayıp
09:51
bouncehemen çıkma right off. But by havingsahip olan really, really
238
576000
2000
durma olasılığı yüksekti. Ama gerçekten çok
09:53
stretchyesnek captureele geçirmek spiralsarmal silkipek, the web is actuallyaslında
239
578000
2000
esnek bir yakalama ipine sahip olmasıyla
09:55
ableyapabilmek to absorbemmek the impactdarbe
240
580000
2000
ağ gerçekten de yakalanan avın
09:57
of that interceptedele preyAv.
241
582000
3000
etkisini soğurabilir durumdadır.
10:00
There's quiteoldukça a bitbit of variationvaryasyon withiniçinde
242
585000
2000
Tek bir örümceğin yapabileceği liflerde
10:02
the fiberselyaf that an individualbireysel spiderörümcek can make.
243
587000
3000
az çok bir çeşitlilik var.
10:05
We call that the toolaraç kitkiti of a spiderörümcek.
244
590000
3000
Buna bir örümceğin takım çantası diyebiliriz.
10:08
That's what the spiderörümcek has
245
593000
2000
Bu örümceğin çevresi ile
10:10
to interactetkileşim with theironların environmentçevre.
246
595000
2000
etkileşim için sahip olduğu şey.
10:12
But how about variationvaryasyon amongarasında spiderörümcek
247
597000
2000
Peki, örümcek türleri arasında çeşitlilik
10:14
speciesTürler, so looking at one typetip of silkipek
248
599000
2000
nasıldır, yani farklı örümcek türlerinde
10:16
and looking at differentfarklı speciesTürler of spidersörümcekler?
249
601000
3000
tek bir lif çeşidini incelersek?
10:19
This is an areaalan that's largelybüyük oranda unexploredkeşfedilmemiş
250
604000
2000
Bu büyük bir kısmı incelenmemiş bir alan
10:21
but here'sburada a little bitbit of dataveri I can showgöstermek you.
251
606000
4000
ama burada size gösterebileceğim biraz veri mevcut.
10:25
This is the comparisonkarşılaştırma of the toughnessdayanıklılık
252
610000
2000
Bu 21 örümcek türünün
10:27
of the draglineKaptan spilksolunum spunbükülmüş
253
612000
2000
kılavuz ipi lifinin
10:29
by 21 speciesTürler of spidersörümcekler.
254
614000
2000
dayanıklılık karşılaştırması.
10:31
Some of them are orb-weavingKüre-dokuma spidersörümcekler and
255
616000
2000
Bazıları daire ağ ören örümcekler
10:33
some of them are non-orb-weavingKüre dokuma spidersörümcekler.
256
618000
3000
bazıları daire ağ örmeyen örümcekler.
10:36
It's been hypothesizedonaylanmadığına karar that
257
621000
2000
Daire ağ ören örümceklerin,
10:38
orb-weavingKüre-dokuma spidersörümcekler, like this argiopeArgiope here,
258
623000
3000
buradaki argiope örümceği gibi,
10:41
should have the toughestEn zor draglineKaptan silksİpek
259
626000
2000
uçan avlarını yakalamaları gerektiği için
10:43
because they mustşart interceptkesme noktası flyinguçan preyAv.
260
628000
3000
en dayanıklı liflere sahip olması gerektiği varsayılıyor.
10:46
What you see here on this toughnessdayanıklılık graphgrafik
261
631000
3000
Buradaki dayanıklılık grafiğinde gördüğünüz
10:49
is the higherdaha yüksek the blacksiyah dotnokta is on the graphgrafik,
262
634000
2000
şekildeki siyah nokta yükseldikçe
10:51
the higherdaha yüksek the toughnessdayanıklılık.
263
636000
2000
dayanıklılık da yükseliyor.
10:53
The 21 speciesTürler are indicatedBelirtilen here by this
264
638000
3000
21 tür burada bu filojniyle
10:56
phylogenyPhylogeny, this evolutionaryevrimsel treeağaç, that showsgösterileri
265
641000
3000
genetik ilişkileri gösteren bu
10:59
theironların geneticgenetik relationshipsilişkiler, and I've coloredrenkli
266
644000
2000
soy ağacı ile gösterilmiş ve daire ağ ören
11:01
in yellowSarı the orb-web-weavingKüre-web-dokuma spidersörümcekler.
267
646000
3000
örümcekleri ben sarı ile renklendirdim.
11:04
If you look right here at the two redkırmızı arrowsoklar,
268
649000
3000
Eğer buradaki iki kırmızı oka bakarsanız
11:07
they pointpuan to the toughnessdayanıklılık valuesdeğerler
269
652000
3000
bunlar nephila clavipes (altın ağ örümceği)
11:10
for the draglinesdraglines of nephilanephila clavipesclavipes and
270
655000
2000
ve araneus diadematus (Avrupa bahçe örümceği)
11:12
araneusaraneus diadematusdiadematus.
271
657000
2000
türlerine ait kılavuz ipi dayanıklılık değerlerini gösteriyor.
11:14
These are the two speciesTürler of spidersörümcekler
272
659000
2000
Bunlar yapay örümcek lifi araştırmalarında
11:16
for whichhangi the vastgeniş majorityçoğunluk of time and moneypara
273
661000
3000
zaman ve para kaynaklarının
11:19
on syntheticsentetik spiderörümcek silkipek researchAraştırma has been
274
664000
3000
çoğunun üzerinde araştırma yapmak için
11:22
to replicatetekrarlamak theironların draglineKaptan silkipek proteinsproteinler.
275
667000
3000
harcandığı iki örümcek türü.
11:25
YetHenüz, theironların draglinesdraglines are not the toughestEn zor.
276
670000
4000
Yine de kılavuz ipleri en dayanıklı olan değil.
11:29
In factgerçek, the toughestEn zor draglineKaptan in this surveyanket
277
674000
3000
Aslında, bu araştırmada en dayanıklı
11:32
is this one right here in this whitebeyaz regionbölge,
278
677000
3000
kılavuz ipi beyaz bölgede tam buradaki
11:35
a nonSigara orb-web-weavingKüre-web-dokuma spiderörümcek.
279
680000
2000
daire ağ örmeyen bir örümcek.
11:37
This is the draglineKaptan spunbükülmüş by scytodesscytodes,
280
682000
2000
Bu scytode, yani tüküren örümceğin
11:39
the spittingtükürme spiderörümcek.
281
684000
2000
yaptığı kılavuz ipi.
11:41
ScytodesScytodes doesn't use a web at all
282
686000
3000
Scytode avını yakalamak için ağ
11:44
to catchyakalamak preyAv. InsteadBunun yerine, scytodesscytodes
283
689000
2000
kullanmıyor bile. Bunun yerine scytode
11:46
sortçeşit of lurkspusuda around and waitsbekler for preyAv
284
691000
3000
etrafta gizlenerek avının yaklaşmasını
11:49
to get closekapat to it, and then immobilizesimmobilizes preyAv
285
694000
3000
bekliyor ve daha sonra böceğin üzerine
11:52
by sprayingpüskürtme a silk-likeİpek benzeri venomzehir ontoüstüne that insectböcek.
286
697000
4000
lif benzeri bir zehir püskürterek avını hareketsiz bırakıyor.
11:56
Think of huntingavcılık with sillysaçma stringsicim.
287
701000
3000
Sprey konfeti ile avlanmayı düşünün.
11:59
That's how scytodesscytodes forageshayvanlar için yem.
288
704000
3000
Scytode de böyle avlanır.
12:02
We don't really know why scytodesscytodes
289
707000
2000
Scytodesin neden bu kadar dayanıklı kılavuz
12:04
needsihtiyaçlar suchböyle a toughsert draglineKaptan,
290
709000
3000
ipine ihtiyaç duyduğunu gerçekten bilmiyoruz
12:07
but it's unexpectedbeklenmedik resultsSonuçlar like this that make
291
712000
3000
ama biyo-araştırmaları bu kadar değerli ve heyecan
12:10
bio-prospectingbiyo-zenginleştirilmesi so excitingheyecan verici and worthwhiledeğerli.
292
715000
4000
verici yapan da bunun gibi umulmayan sonuçlar.
12:14
It freesserbest bırakır us from the constraintskısıtlamaları
293
719000
2000
Bizi hayal gücümüzün
12:16
of our imaginationhayal gücü.
294
721000
2000
kısıtlamalarından kurtarıyor.
12:18
Now I'm going to markişaret on
295
723000
2000
Şimdi naylon iplik
12:20
the toughnessdayanıklılık valuesdeğerler for nylonnaylon fiberelyaf,
296
725000
3000
ipek böceği ya da evcil ibrişim kurdu ipi
12:23
bombyxBombiks -- or domesticatedEvcil silkwormipekböceği silkipek --
297
728000
3000
yün, kevlar ve karbon fiberin
12:26
woolyün, KevlarKurşun geçirmez yelek, and carbonkarbon fiberselyaf.
298
731000
3000
dayanıklılık değerlerini işaretliyorum.
12:29
And what you can see is that nearlyneredeyse
299
734000
2000
Ve şimdi görebileceğiniz şey neredeyse
12:31
all the spiderörümcek draglinesdraglines surpassaşmak them.
300
736000
2000
bütün örümcek kılavuz iplerinin bunlardan yüksek olması.
12:33
It's the combinationkombinasyon of strengthkuvvet, extensibilitygenişletilebilirlik
301
738000
4000
Örümcek lifini bu kadar özel kılan
12:37
and toughnessdayanıklılık that makesmarkaları spiderörümcek silkipek so
302
742000
3000
güç, esneklik ve dayanıklılığın birleşimi
12:40
specialözel, and that has attractedçekti the attentionDikkat
303
745000
3000
ve bu da biyomimetisitlerin ilgisini
12:43
of biomimeticistsbiomimeticists, so people that turndönüş
304
748000
3000
çekiyor yani yeni çözümler aramak
12:46
to naturedoğa to try to find newyeni solutionsçözeltiler.
305
751000
3000
için doğaya yönelen insanların.
12:49
And the strengthkuvvet, extensibilitygenişletilebilirlik and toughnessdayanıklılık
306
754000
3000
Ve örümcek liflerinin güç, esneklik
12:52
of spiderörümcek silksİpek combinedkombine with the factgerçek that
307
757000
3000
ve dayanıklılığının bu liflerin bağışıklık
12:55
silksİpek do not elicittemin an immunebağışık responsetepki,
308
760000
3000
sistemini etkilemediği gerçeğiyle birleşimi
12:58
have attractedçekti a lot of interestfaiz in the use
309
763000
3000
örümcek lifinin biyomedikal uygulamalarda
13:01
of spiderörümcek silksİpek in biomedicalBiyomedikal applicationsuygulamaları,
310
766000
2000
kullanılmasıyla ilgili dikkatleri üzerine çekti
13:03
for exampleörnek, as a componentbileşen of
311
768000
2000
mesela yapay tendonlar için
13:05
artificialyapay tendonsTendon, for servingservis as
312
770000
3000
bir bileşen olarak, sinirlerin yeniden
13:08
guideskılavuzları to regrowinda nervessinirler, and for
313
773000
4000
gelişimi için kılavuz olarak ve
13:12
scaffoldsİskele for tissuedoku growthbüyüme.
314
777000
3000
yapay deri oluşumunda bir basamak olarak.
13:15
SpiderÖrümcek silksİpek alsoAyrıca have a lot of potentialpotansiyel
315
780000
3000
Örümcek lifleri aynı zamanda anti-balistik
13:18
for theironların anti-ballisticAnti-balistik capabilitiesyetenekleri.
316
783000
2000
yetenekleriyle de yüksek bir potansiyele sahipler.
13:20
Silksİpek could be incorporatedAnonim into bodyvücut
317
785000
2000
Örümcek lifi vücuda ve bugün
13:22
and equipmentekipman armorzırh that would be more
318
787000
3000
sahip olduğumuz bütün ekipmanlardan
13:25
lightweighthafif and flexibleesnek
319
790000
2000
daha hafif ve esnek olacak zırh
13:27
than any armorzırh availablemevcut todaybugün.
320
792000
3000
ekipmanlarına yerleştirilebilir.
13:30
In additionilave to these biomimeticBioMimetic
321
795000
3000
Örümcek lifinin bu biyomimetik
13:33
applicationsuygulamaları of spiderörümcek silksİpek,
322
798000
2000
kullanımlarına ek olarak ben
13:35
personallyŞahsen, I find studyingders çalışıyor spiderörümcek silksİpek
323
800000
4000
kişisel olarak örümcek lifini
13:39
just fascinatingbüyüleyici in and of itselfkendisi.
324
804000
3000
ilgili araştırmaları büyüleyici buluyorum.
13:42
I love when I'm in the laboratorylaboratuvar,
325
807000
4000
Ben laboratuvardayken yeni bir örümcek
13:46
a newyeni spiderörümcek silkipek sequencesıra comesgeliyor in.
326
811000
3000
lifi diziliminin önüme gelmesine bayılıyorum.
13:49
That's just the besten iyi. (LaughterKahkaha)
327
814000
3000
Tek kelimeyle harika bir şey. (Gülüşmeler)
13:52
It's like the spidersörümcekler are sharingpaylaşım
328
817000
3000
Sanki örümcekler benimle antik
13:55
an ancienteski secretgizli with me, and that's why
329
820000
2000
bir sırrı paylaşıyor gibi ve bu yüzden
13:57
I'm going to spendharcamak the restdinlenme of my life
330
822000
2000
hayatımın geri kalanını örümcek
13:59
studyingders çalışıyor spiderörümcek silkipek.
331
824000
2000
lifini inceleyerek geçireceğim.
14:01
The nextSonraki time you see a spiderörümcek web,
332
826000
3000
Bir dahaki sefere bir örümcek ağı gördüğünüzde
14:04
please, pauseDuraklat and look a little closeryakın.
333
829000
3000
lütfen durun ve daha yakından bakın.
14:07
You'llYou'll be seeinggörme one of the mostçoğu
334
832000
2000
İnsanlığın gördüğü en yüksek performanslı
14:09
high-performanceyüksek performans materialsmalzemeler knownbilinen to man.
335
834000
3000
materyallerden birine bakıyor olacaksınız.
14:12
To borrowödünç almak from the writingsyazıları
336
837000
2000
Charlotte adına bir
14:14
of a spiderörümcek namedadlı CharlotteCharlotte,
337
839000
3000
örümcekten alıntı yaparak
14:17
silkipek is terrificMüthiş.
338
842000
2000
örümcek lifi olağanüstüdür.
14:19
Thank you. (ApplauseAlkış)
339
844000
3000
Teşekkürler. (Alkış)
14:22
(ApplauseAlkış)
340
847000
1000
(Alkış)
Translated by Ahmet Mesut ATES
Reviewed by osman oguz ahsen

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Cheryl Hayashi - Spider silk scientist
Cheryl Hayashi studies the delicate but terrifically strong silk threads that make up a spider's web, finding startling applications for human use.

Why you should listen

Biologist Cheryl Hayashi is fascinated with spiders and their silks, and for good reason. Made of a mix of proteins, spider silks come in thousands of variations; there are over 40,000 species of spiders, with many spiders capable of producing half a dozen types. Some silks have the tensile strength of steel -- and often are much tougher -- while remaining light as air and extremely supple. And spiders use their silk in diverse ways: to make their homes and trap their food, to travel, to court and to protect their eggs.
 
In her lab at UC Riverside, Hayashi explores spider silk’s genetic makeup, evolution and unique biomechanics (winning a MacArthur “genius" grant for it in 2007). Her work blurs the boundary between biology and materials science, looking for the molecular basis of this wondrous material and exploring how humans might learn from it. Hayashi's work may inspire new biomimetic materials for a huge variety of uses, from biodegradable fishing lines and sutures to superstrong ropes and armor cloth.

More profile about the speaker
Cheryl Hayashi | Speaker | TED.com