TED2010
Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk
Cheryl Hayashi: Madhështia e fijes së merimangës
Filmed:
Readability: 4.6
889,997 views
Cheryl Hayashi studion fijen e merimangës, një nga materialet më efikas në natyrë. Çdo specie e merimangës mund të prodhojë deri në shtatë lloje të ndryshëm fijeje. Si munden ta bëjnë. Hayashi e shpjegon atë në nivel të ADN-së -- më pas përshkruan disa ide mbi përdorimin e këtij materiali ultra rezistent dhe ultra fleksibël.
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. Full bio
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 spread the word about the
0
1000
2000
Jam këtu për të përhapur fjalën rreth
00:18
magnificence of spiders
1
3000
2000
madhështisë së merimangave
00:20
and how much we can learn from them.
2
5000
3000
dha sa shumë mund të mësojmë nga to.
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
8000
2000
Merimangat janë me të vërtetë shtetas globalë.
00:25
You can find spiders in nearly
4
10000
2000
Ju mund ti gjeni merimangat
00:27
every terrestrial habitat.
5
12000
2000
në çdo habitat tokësor.
00:29
This red dot marks
6
14000
2000
Pika e kuqe shënon
00:31
the Great Basin of North America,
7
16000
2000
Ultësirën e Madhe të Amerikës veriore
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
18000
2000
dhe unë jam përfshirë në një projekt
00:35
project there with some collaborators.
9
20000
2000
mbi biodiversitetin alpin me disa bashkëpuntorë.
00:37
Here's one of our field sites,
10
22000
2000
Ja një nga terrenet tona të kërkimit,
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
24000
2000
dhe për ti dhënë një ide të perspektivës
00:41
this little blue smudge here,
12
26000
2000
kjo njollë blu këtu,
00:43
that's one of my collaborators.
13
28000
2000
është një nga bashkëpuntorët e mi.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
30000
3000
Kjo është një peizazh i thyer dhe i zhveshur,
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
33000
2000
dhe ende ka disa lloje merimangash këtu.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
35000
4000
Ndërsa ngrinim gurët gjetëm këtë merimangë gaforre
00:54
grappling with a beetle.
17
39000
2000
duke u ndeshur me një brumbull.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
41000
3000
Merimangat nuk janë vetëm kudo,
00:59
but they're extremely diverse.
19
44000
2000
por ato janë tejet të ndryshme.
01:01
There are over 40,000 described species
20
46000
3000
Ka mbi 40.000 lloje specie të kataloguara
01:04
of spiders.
21
49000
1000
të merimangave.
01:05
To put that number into perspective,
22
50000
2000
Për të vënë këtë numër në perspektivë,
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
52000
2000
këtu është një grafik krahasues i 40.000
01:09
species of spiders
24
54000
2000
specieve të merimangave
01:11
to the 400 species of primates.
25
56000
2000
ndaj 400 specieve të primatëve.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
58000
2000
Ka dy renditje madhësie më shumë
01:15
spiders than primates.
27
60000
2000
të merimangave se të primatëve.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
62000
4000
Merimangat janë gjithashtu shumë të vjetra.
01:21
On the bottom here,
29
66000
2000
Këtu në fund,
01:23
this is the geologic timescale,
30
68000
2000
është shkalla e kohës gjeologjike
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
70000
2000
dhe numrat mbi të shënojnë miliona
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
72000
2000
vjet nga koha e sotme, pra ja tek është zero,
01:29
that would be today.
33
74000
2000
që është sot.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
76000
3000
Pra, çfarë kjo shifër tregon është se merimangat
01:34
date back to almost 380 million years.
35
79000
4000
datojnë pothuajse 380 milion vjet.
01:38
To put that into perspective, this red
36
83000
2000
Për t'ju dhënë idenë, kollona e kuqe
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
85000
3000
këtu shënon momentin e divergjencës
01:43
of humans from chimpanzees,
38
88000
3000
të njerëzve nga shimpazetë,
01:46
a mere seven million years ago.
39
91000
3000
janë vetëm 7 milion vjetë.
01:49
All spiders make silk
40
94000
2000
Të gjitha merimangat prodhojnë fije merimange
01:51
at some point in their life.
41
96000
2000
në një moment të jetës së tyre.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
98000
3000
Shumica e tyre përdorin sasi të bollshme të fijes
01:56
and silk is essential to their survival
43
101000
2000
fije që është thelbësore për mbijetesën e tyre
01:58
and reproduction.
44
103000
2000
dhe shumimin e tyre.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
105000
2000
Deri edhe merimangat fosile mund të prodhonin fije,
02:02
as we can see from this impression of
46
107000
2000
siç mund ta shohim nga kjo figurë praninë
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
109000
3000
e një gjëndre pishmange në këtë fosil.
02:07
So this means that both spiders
48
112000
2000
Pra kjo do të thotë që merimangat
02:09
and spider silk have been around
49
114000
2000
dhe fija e tyre ekzistojnë
02:11
for 380 million years.
50
116000
4000
që prej 380 milion vjetësh.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
121000
3000
Nuk duhet shumë kohë e gjatë punë me merimangat
02:19
to start noticing how essential silk is
52
124000
3000
për të vënë re se sa thelbësor është fija
02:22
to just about every aspect of their life.
53
127000
3000
në lidhje me çdo aspekt të jetës së tyre.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
130000
3000
Merimangat përdorin fijen për shumë qëllime, duke përfshirë
02:28
the trailing safety dragline,
55
133000
2000
kavon e siguresës për tu zvarritur,
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
135000
3000
mbështjellin vezët për tu shumuar,
02:33
protective retreats
57
138000
2000
streha mbrojtëse
02:35
and catching prey.
58
140000
2000
dhe për gjueti.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
142000
2000
Ka shumë lloje fije merimange.
02:39
For example, this garden spider can make
60
144000
3000
Për shembull, kjo merimangë kopshti mund të prodhojë
02:42
seven different kinds of silks.
61
147000
2000
shtatë lloje fije mëndafshti merimange.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
149000
2000
Kur ju vëreni në këtë rrjetë merimange, në të vërtetë
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
151000
3000
shihni disa lloje të fibrave mëndafshti merimange.
02:49
The frame and radii of this web
64
154000
2000
Korniza dhe rrezet e kësaj rrjete merimange
02:51
is made up of one type of silk,
65
156000
3000
janë bërë me të njëjtin material,
02:54
while the capture spiral is a composite
66
159000
2000
ndërsa spirali për kapjen e preve ka një përbërje
02:56
of two different silks:
67
161000
2000
prej dy lloje mëndafshti merimange:
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
163000
3000
filamenti dhe pika ngjitëse.
03:01
How does an individual spider
69
166000
3000
Si mundet që një merimangë e vetme
03:04
make so many kinds of silk?
70
169000
3000
të prodhojë kaq shumë lloje të mëndafshi?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
172000
2000
Për të marë përgigje, ju duhet të shikoni shumë më afër
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
174000
2000
në zonën tjerrëse të një merimange.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
176000
2000
Pra mëndafshi del nga gjendrat tjerrëse,
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
178000
2000
ato që ne biologët e mëndafshit të merimangës, kjo ështe ajo
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
180000
2000
që në e quajmë "tyta pushkës" e merimangës. (Të qeshura)
03:17
We spend long days ...
76
182000
2000
Ne kalojnë ditë të gjata ...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
184000
2000
Hej! Mos qeshni. Kjo është jeta ime.
03:21
(Laughter)
78
186000
2000
(Të qeshura)
03:23
We spend long days and nights
79
188000
2000
Ne kalojmë ditë të tëra dhe netë
03:25
staring at this part of the spider.
80
190000
3000
duke fiksuar me sy këtë pjesë të merimangës.
03:28
And this is what we see.
81
193000
2000
Dhe kjo është ajo që shohim.
03:30
You can see multiple fibers
82
195000
2000
Ju mund të shihni fibra shumëllojëshe
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
197000
3000
që dalin prej gjëndrave prodhuese të fijeve pasi
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
200000
3000
çdo gjëndër ka brenda saj shumë gypa.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
203000
3000
Secila nga këto fibra del nga një gyp,
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
206000
2000
dhe nëse i ndiqni fijen mbrapsht
03:43
into the spider, what you would find is that
87
208000
3000
brenda merimangës, ju do të gjeni
03:46
each spigot connects to its own individual
88
211000
2000
çdo gyp është i lidhur me gjëndrën e vet
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
213000
3000
Gjendra sekretuese ngjan me një qeskë të vogël
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
216000
3000
plot me proteina mëndafshi brenda saj.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
219000
2000
Pra, nëse ju ndonjëherë të keni mundësi ta disektoni për analizë
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
221000
2000
një merimangë që thur rrjetën në formë orbitale
03:58
and I hope you do,
93
223000
2000
dhe unë shpresoj për ju,
04:00
what you would find is a bounty
94
225000
3000
ajo që do të gjeni është një bollëk
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
228000
3000
gjëndrash të bukura dhe tejdukshme mëndafshi.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
231000
2000
Brenda çdo merimange, gjenden qindra
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
233000
3000
gjendra mëndafshi, ndonjëherë mijëra.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
236000
3000
Ato mund të grupohen në shtatë kategori.
04:14
They differ by size, shape,
99
239000
2000
Ata ndryshojnë në madhësi, formë,
04:16
and sometimes even color.
100
241000
2000
dhe ndonjëherë edhe në ngjyra.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
243000
2000
Tek merimanga me rrjetë në formë orbitale
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
245000
2000
ju mund të gjeni shtatë lloje të gjëndrave të mëndafshta
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
247000
2000
dhe ajo që unë kam përshkruar në këtë foto --
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
249000
3000
fillojnë në orën një, po ti krahasojmë me fushën e sahatit
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
252000
2000
këto gjendra në formë tubi, të cilat përdoren
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
254000
2000
për të prodhuar mbështjelljen e jashtme të një qeske veze.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
256000
2000
Janë gjëndrat e mëndafshit të agreguar dhe flagelliform,
04:33
glands which combine to make the sticky
108
258000
2000
të cilat kombinohen për të bërë ngjitëse
04:35
capture spiral of an orb web.
109
260000
3000
spiralen që kap gjahun në rrjetë.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
263000
2000
Gjëndrat piriforme shërbejnë për ngjitjen
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
265000
3000
e cimentos -- ky është mëndafshi që shërben të bashkëngjisë
04:43
silk lines to a substrate.
112
268000
3000
fijet me nën shtresën.
04:46
There's also aciniform silk,
113
271000
2000
Është gjithashtu edhe mëndafshi aciniform,
04:48
which is used to wrap prey.
114
273000
2000
i cili përdoret për të mbështjellë prenë.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
275000
2000
Mëndafshi ampullac i vogël përdoret për thurjen e rrjetës.
04:52
And the most studied silk line
116
277000
2000
Dhe fija e mëndashti që studiohet më shumë
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
279000
2000
nga të gjithë këto: mëndafshi ampulac i madh.
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
281000
2000
Është mëndafshi përdoret për të bërë të kronizën
04:58
and radii of an orb web, and also
119
283000
3000
dhe rrezet e rrjetës dhe gjithashtu
05:01
the safety trailing dragline.
120
286000
3000
fijet e sigurisë për tu zvarritur.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
289000
3000
Por çfarë është saktësisht mëndafshi merimangës?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
293000
3000
Mëndafshi i merimangës është pothuajse tërësisht proteinë.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
296000
2000
Pothuajse të gjitha këto proteina mund të shpjegohen
05:13
by a single gene family,
124
298000
3000
nga një familje e vetme gjeni,
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
301000
2000
që do të thotë se diversiteti në llojet e mëndafshit
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
303000
5000
të vërejtur sot është koduar nga familja e një gjeni të vetëm.
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
308000
3000
kështu me sa duket paraardhësi origjinal i merimangës
05:26
made one kind of silk,
128
311000
2000
prodhonte vetëm një lloj mëndafshi
05:28
and over the last 380 million years,
129
313000
3000
dhe gjatë 380 milion viteve të fundit
05:31
that one silk gene has duplicated
130
316000
3000
gjeni i vetëmi mëndafshit u dyfishua
05:34
and then diverged, specialized,
131
319000
3000
dhe pastaj u degëzua, specializua,
05:37
over and over and over again, to get
132
322000
3000
shumë e shumë herë, për të patur
05:40
the large variety of flavors of spider silks
133
325000
2000
një larmi të gjërë të llojeve të mëndafshit të merimangës
05:42
that we have today.
134
327000
3000
të sotëm.
05:45
There are several features that all these silks
135
330000
2000
Ka disa karakteristika që të gjithë të këta mëndafshe
05:47
have in common. They all have a common
136
332000
2000
kanë të përbashkët. Ata të gjithë kanë të njëjtën
05:49
design, such as they're all very long --
137
334000
2000
formë, kështu që ata janë shumë të gjatë --
05:51
they're sort of outlandishly long
138
336000
3000
ata kanë disi një gjatësi të pazakontë
05:54
compared to other proteins.
139
339000
2000
në krahasim me proteinat e tjera.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
341000
3000
Ata janë shumë të përsëritur, dhe janë shumë të pasur
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
344000
3000
me aminoacid të glicinës dhe alanine.
06:02
To give you an idea of what
142
347000
2000
Për t'ju dhënë idenë e saj
06:04
a spider silk protein looks like,
143
349000
2000
një proteinë e mëndafshit të merimangës,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
351000
2000
Kjo është proteina e kavos së zvarritjes,
06:08
it's just a portion of it,
145
353000
2000
kjo është vetëm një pjesë --
06:10
from the black widow spider.
146
355000
2000
nga e veja e zezë.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
357000
2000
Kjo është lloji i renditjes që unë dua
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
359000
3000
të shoh natë e ditë. (Të qeshura)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
362000
2000
Pra, ajo që ju shihni këtu është shkurtimi
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
364000
2000
me një gërmë i aminoacideve, dhe kam ngjyrosur
06:21
in the glycines with green,
151
366000
2000
glicinën me të gjelbër,
06:23
and the alanines in red, and so
152
368000
2000
dhe alaninet me të kuqe, pra
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
370000
3000
ju mund të shihni plot gërma G dhe A.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
373000
3000
Ju gjithashtu mund të shihni se ka shumë sekuenca
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
376000
3000
të shkurtra të modeleve që përsëriten pa pushim
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
379000
2000
për shembull, ka shumë
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
381000
3000
e të ashtuquajturave polyalanines, ose A të përsëritura,
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
384000
4000
AAAAA. Ka GGQ. Ka GGY.
06:43
You can think of these short motifs
159
388000
2000
Ju mund të shihni këto motive të shkurtra
06:45
that repeat over and over again as words,
160
390000
3000
që janë përsëritur përsëri dhe përsëri si fjalë,
06:48
and these words occur in sentences.
161
393000
3000
dhe nga këto fjalë shfaqet në fjali.
06:51
So for example this would be one sentence,
162
396000
3000
Për shembull, kjo do të ishte një fjali,
06:54
and you would get this sort of green region
163
399000
2000
dhe ju do të keni këtë lloj të zonës së gjelbër
06:56
and the red polyalanine, that repeats
164
401000
2000
dhe polianalijën e kuqja, që përsëriten
06:58
over and over and over again,
165
403000
2000
shumë e shumë herë të tjera,
07:00
and you can have that hundreds and
166
405000
2000
dhe ju mund të keni këtë dhe qindra
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
407000
2000
qindra e qindra herë brenda
07:04
an individual silk molecule.
168
409000
2000
një molekule të vetme të mëndafshit.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
411000
2000
Mëndafshi i prodhuar nga e njëjta merimangë mund të ketë
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
413000
3000
sekuenca të përsëritura rrënjësisht të ndryshme.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
416000
3000
Në krye të ekranit, ju shihni
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
419000
3000
formën e një njësie të përsëritur të fijes së siguresës
07:17
of a garden argiope spider.
173
422000
3000
të një merimange kopshti.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
425000
2000
Është e shkurtër. Dhe në fund,
07:22
this is the repeat sequence for the
175
427000
2000
kjo është sekuenca e përsëritur për
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
429000
2000
veshjen e vezës, apo proteinë mëndafshi tubuliforme,
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
431000
3000
pikërisht për të njëjtën merimangë. Dhe ju mund të shihni
07:29
how dramatically different
178
434000
2000
si këto proteina mëndafshi
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
436000
3000
janë rrënjësisht të ndryshme -- në një farë mënyre,
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
439000
2000
kjo është bukuria e diversifikimit e
07:36
of the spider silk gene family.
181
441000
2000
gjenit të familjes së mëndafshti merimangës.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
443000
2000
Ju mund të shihni se njësi të përsëritura ndryshojnë
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
445000
2000
në gjatësi. Ata gjithashtu ndryshojnë në sekuenca e tyre.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
447000
2000
Pra nëse i ngjyros glicidëd përsëri
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
449000
3000
me të blertë, alalinën me të kuqë dhe serinat,
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
452000
3000
gërma S, me të purpurt. Dhe ju mund të shihni
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
455000
2000
që njësia e përsëritur sipër mund të shjegohet
07:52
almost entirely by green and red,
188
457000
3000
krejtësisht e gjelbër dhe e kuqe,
07:55
and the bottom repeat unit has
189
460000
2000
dhe njësia përsëritur në pjesën e poshtme
07:57
a substantial amount of purple.
190
462000
2000
ka një sasi të konsiderueshme të purpurta.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
464000
3000
Ajo që ne biologët bëjmë është të lidhim
08:02
these sequences, these amino acid
192
467000
2000
këto sekuenca, sekuenca
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
469000
2000
të aminoacideve, më vetitë mekanikë
08:06
of the silk fibers.
194
471000
2000
të fibrës së mëndafshit.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
473000
3000
Tani është me të vërtetë praktike që merimangat përdorin mëndafshin e tyre
08:11
completely outside their body.
196
476000
2000
plotësisht jashtë trupit të tyre.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
478000
2000
Kjo e bën testimin e mëndafshit të merimangës shumë
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
480000
2000
të lehtë për ta bërë në laborator, për shkak
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
482000
3000
në fakt, e dini, ne po e testojmë atë në ajër
08:20
that's exactly the environment that
200
485000
2000
që është pikërisht ambienti
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
487000
2000
ku merimangat përdorin proteinat e tyre të mëndafshit.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
489000
2000
Pra kjo bën përcaktimin e sasisë së proteinave me
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
491000
2000
metoda të tilla si testimi i rezistencës së elasticitetit, i cili është
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
493000
2000
thjesht, ju e dini, tërheqja nga fundi
08:30
of the fiber, very amenable.
205
495000
3000
i fijes, shumë e përshtatshme.
08:33
Here are stress-strain curves
206
498000
3000
Shihni kurbën e stresit dhe të tensionit
08:36
generated by tensile testing
207
501000
2000
e gjeneruar nga testimi i rezistencës së elasticitetit
08:38
five fibers made by the same spider.
208
503000
3000
pesë fijë të prodhuara nga e njëjta merimangë.
08:41
So what you can see here is that
209
506000
3000
Pra ç'mund të shihni këtu është ajo që
08:44
the five fibers have different behaviors.
210
509000
3000
pesë fijet kanë sjellje të ndryshme.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
512000
2000
Në mënyrë të veçantë, nëse shikoni në boshtin vertikal,
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
514000
3000
ky është stresi. Nëse ju shikoni në vlerën
08:52
stress value for each of these fibers,
213
517000
2000
maksimale të stresit për secilën nga këto fije,
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
519000
3000
ju mund të shihni se ka shumë ndryshim,
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
522000
3000
dhe në fakt kavoja, apo mëndafshi i merimangës të familjes ampulace të madhe
09:00
is the strongest of these fibers.
216
525000
2000
është më rezistente e këtyre fibrave.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
527000
3000
Ne besojmë që kjo është për shkak se mëndafshi i kavos
09:05
which is used to make the frame and radii
218
530000
3000
i cili përdoret për të bërë kornizën dhe rrezet
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
533000
2000
e rrjetës, duhet të jetë shumë rezistente..
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
535000
2000
Nga ana tjetër, në qoftë se ju do të shikoni në
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
537000
2000
tendosje -- kjo është sa një fije mund të
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
539000
2000
zgjatet - nëse ju shikoni në vlera maksimale
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
541000
3000
këtu, përsëri, nuk ka shumë ndryshim
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
544000
2000
dhe fitues i qartë është fija frageliformë,
09:21
or the capture spiral filament.
225
546000
2000
apo fija në formë spirale i përdorur për kapjen e gjahut.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
548000
2000
Në fakt, fibra frageliforme mund
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
550000
4000
të tendoset dyfishin e gjatësisë së tij origjinale.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
554000
3000
Pra fibra mëndafshi ndryshojnë nga forca
09:32
and also their extensibility.
229
557000
2000
dhe gjithashtu nga zgjateshmëria tyre.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
559000
2000
Në rastin spirales së kapjes së gjahut,
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
561000
2000
ajo duhet të jetë i zgjatueshëm për të absorbuar
09:38
the impact of flying prey.
232
563000
2000
përplasjen me prenë fluturuese.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
565000
2000
Nëse ajo nuk mund të shtrihet sa më shumë,
09:42
basically when an insect hit the web,
234
567000
2000
afërsisht kur një insekt godet rrjetën,
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
569000
2000
ai do të kërcejë drejtë në të, si në një trampoline.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
571000
2000
Pra, nëse rrjeta është bërë tërësisht nga
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
573000
3000
mëndafshi i kavos, një insekt ka shumë ngjasë që vetëm
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
576000
2000
të kërcejë menjëherë prapa. Por, duke pasur një spirale me të vërtetë,
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
578000
2000
shumë elastike, rrjeta e merimangës është faktikisht
09:55
able to absorb the impact
240
580000
2000
e aftë të absorbojë përplasjen
09:57
of that intercepted prey.
241
582000
3000
e presë se zënë në rrjetë.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
585000
2000
Ka shumë ndryshim midis
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
587000
3000
fijeve që një merimangë e vetme mund të prodhojë.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
590000
3000
Ne e quajmë atë çanta e veglave të merimangës.
10:08
That's what the spider has
245
593000
2000
Kjo është ajo që merimanga ka
10:10
to interact with their environment.
246
595000
2000
për të bashkëvepruar me mjedisin e vet.
10:12
But how about variation among spider
247
597000
2000
Por si është variacioni midis
10:14
species, so looking at one type of silk
248
599000
2000
specieve, pra studimi i të njëjtës lloj fije merimange
10:16
and looking at different species of spiders?
249
601000
3000
tek speciet e ndryshme të merimangave?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
604000
2000
Kjo është një fushë studimi kryesisht e pashkelur
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
606000
4000
por kam pak të dhëna që mund t'ju demonstroj juve.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
610000
2000
Ky është krahasimi i ashpërsisë
10:27
of the dragline spilk spun
253
612000
2000
i fijes së cavos
10:29
by 21 species of spiders.
254
614000
2000
të 21 specieve të ndryshme merimangash.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
616000
2000
Disa nga to janë merimanga që thurin rrjeta orbitale dhe
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
618000
3000
disa që thurin rrjeta jo orbitale.
10:36
It's been hypothesized that
257
621000
2000
Ka hipoteza që
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
623000
3000
merimangat me rrjetë orbitale, si argiopa këtu,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
626000
2000
duhet të kenë fijen e kavos më të ashpër
10:43
because they must intercept flying prey.
260
628000
3000
pasi ato gjuajnë pretë fluturuese.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
631000
3000
Çfarë ju shihni këtu në këtë grafik të nivelit të ashpërsisë
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
634000
2000
është pika e zezë më e lartë në grafik,
10:51
the higher the toughness.
263
636000
2000
më e larta është më e ashpra.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
638000
3000
21 llojet janë shënuar këtu nga kjo
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
641000
3000
pemë filogjenike e evolucionit, që tregon
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
644000
2000
marrëdhëniet gjenetike dhe kam ngjyrosur
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
646000
3000
me të verdhë merimangat me rrjetë orbitale.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
649000
3000
Nëse ju duket e drejtë këtu në dy shigjeta të kuqe,
11:07
they point to the toughness values
269
652000
3000
ata theksojnë vlerat e fuqisë
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
655000
2000
për kavon e nefila klaptives dhe
11:12
araneus diadematus.
271
657000
2000
të araneus didematus.
11:14
These are the two species of spiders
272
659000
2000
Këto janë dy lloje specie merimangash
11:16
for which the vast majority of time and money
273
661000
3000
për të cilat është dedikuar pjesa më e madhe e kohës dhe e parave
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
664000
3000
në kërkimet për realizimin e mëndafshit të merimangës sintetic
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
667000
3000
për të replikuar proteinat e fijes së kavos.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
670000
4000
Megjithatë, cavot e tyre nuk janë më të rezistentet.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
674000
3000
Në fakt, cavoja më rezistente në këtë studim
11:32
is this one right here in this white region,
278
677000
3000
është këtu në pjesën e bardhë,
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
680000
2000
një merimangë me rrjetë jo orbitale.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
682000
2000
Kjo është fija e cavos së skitodës
11:39
the spitting spider.
281
684000
2000
merimanga që pështyn.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
686000
3000
Skitodat në fakt nuk përdorin rrjetë
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
689000
2000
për të zënë pretë. Megjitatë, skitodat
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
691000
3000
vihen në pritje të fshehur që preja
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
694000
3000
ti afrohet dhe e zë insektin
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
697000
4000
duke e spërkatur me një helm të ngjashëm me mëndafshin.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
701000
3000
Imagjioni të shkoni për gjah vetëm me litarë.
11:59
That's how scytodes forages.
288
704000
3000
Me këtë mënyrë skitoda ushqehet.
12:02
We don't really know why scytodes
289
707000
2000
Ne nuk e dimë ekzaktësisht pse skitoda
12:04
needs such a tough dragline,
290
709000
3000
ka nevojë për një fije kavoje kaq rezistente,
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
712000
3000
por janë rezultatet e papritura si kjo që e bëjnë
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
715000
4000
bioprospektivën kaq emocionuese dhe me merita.
12:14
It frees us from the constraints
293
719000
2000
Ai na liron nga kufizimet
12:16
of our imagination.
294
721000
2000
e imagjinatës tonë.
12:18
Now I'm going to mark on
295
723000
2000
Tani do ju tregoj
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
725000
3000
vlerat më rezistuese të fijes së nailonit,
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
728000
3000
fija e bombiksit -- apo mëndafshi i krimbit të mëndafshit --
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
731000
3000
leshi, kevlari dhe fibrat e karbonit.
12:29
And what you can see is that nearly
299
734000
2000
Dhe çfarë ju mund të shihni është se gati
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
736000
2000
të gjitha tejkalohen nga fija e merimangës.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
738000
4000
Është një kombinim i forcës, zgjateshmërisë
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
742000
3000
dhe rezistenzës që e bëjnë fijen e merimangës kaq
12:40
special, and that has attracted the attention
303
745000
3000
speciale, dhe kjo ka tërhequr vëmendjen
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
748000
3000
e biomimeticistëve, pra persona që drejtohen
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
751000
3000
tek natyra dhe mundohen të gjejnë zgjidhje të reja.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
754000
3000
Dhe, forca zgjateshmëria dhe rezistenca
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
757000
3000
e mëndafshit të merimangës, kombinuar me faktin se
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
760000
3000
mëndafshi nuk jep përgjigje imunitare
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
763000
3000
kanë tërhequr mjaft interes në përdorimin
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
766000
2000
e fijes së merimangës në aplikimet biomjekësore,
13:03
for example, as a component of
311
768000
2000
për shembull, si një komponent i
13:05
artificial tendons, for serving as
312
770000
3000
indeve lidhore artificale, për të shërbyer si
13:08
guides to regrow nerves, and for
313
773000
4000
udhëzues për rigjenerimin e nervave dhe
13:12
scaffolds for tissue growth.
314
777000
3000
mbështetje për rritjen e indeve.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
315
780000
3000
Fija e merimangës ka gjithashtu shumë potencial
13:18
for their anti-ballistic capabilities.
316
783000
2000
për aftësitë e tyre antibalistike.
13:20
Silks could be incorporated into body
317
785000
2000
Mëndafshi mund të inkorporohet në trup
13:22
and equipment armor that would be more
318
787000
3000
dhe në pajisjet e blindateve që mund të jenë
13:25
lightweight and flexible
319
790000
2000
më të lehtë dhe i përkulshëm
13:27
than any armor available today.
320
792000
3000
se çdo blindat i disponueshëm sot.
13:30
In addition to these biomimetic
321
795000
3000
Përveç këtyre aplikacioneve
13:33
applications of spider silks,
322
798000
2000
biomimetike e fijes së merimangës,
13:35
personally, I find studying spider silks
323
800000
4000
personalisht, unë e gjej studimin e fijes së merimangës
13:39
just fascinating in and of itself.
324
804000
3000
thjesht interesante në vetvete.
13:42
I love when I'm in the laboratory,
325
807000
4000
Më pëlqen shumë kur jam në laborator,
13:46
a new spider silk sequence comes in.
326
811000
3000
vjen një sequencë e re e fijes së merimangës.
13:49
That's just the best. (Laughter)
327
814000
3000
Kjo është më e mira. (Të qeshura)
13:52
It's like the spiders are sharing
328
817000
3000
Është sikur fija e merimangës ndan
13:55
an ancient secret with me, and that's why
329
820000
2000
me mua një sekret të lashtë dhe kjo pse
13:57
I'm going to spend the rest of my life
330
822000
2000
do shpenzoj pjesën tjetër së jetës time
13:59
studying spider silk.
331
824000
2000
në studimin e fijes së merimangës.
14:01
The next time you see a spider web,
332
826000
3000
Herës tjetër kur do shihni një rrjetë merimange,
14:04
please, pause and look a little closer.
333
829000
3000
ju lutem, ndaloni dhe vështrojeni pak më afër.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
832000
2000
Ju do të shihni një nga materialet
14:09
high-performance materials known to man.
335
834000
3000
me perfomanca më të larta që njeriu njeh.
14:12
To borrow from the writings
336
837000
2000
Për të marrë hua nga shkrimet
14:14
of a spider named Charlotte,
337
839000
3000
e merimangës së quajtur Charlotte,
14:17
silk is terrific.
338
842000
2000
fija e mëndafshit është e mrekullueshme.
14:19
Thank you. (Applause)
339
844000
3000
Ju faleminderit. (Duartrokitje)
14:22
(Applause)
340
847000
1000
(Duartrokitje)
ABOUT THE SPEAKER
Cheryl Hayashi - Spider silk scientistCheryl 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.
Cheryl Hayashi | Speaker | TED.com