TED2010
Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk
Cheryl Hayashi: Örümcek Lifinin Mükemmelliği
Filmed:
Readability: 4.6
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.
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
Örümceklerin mükemmelliğini ve
00:18
magnificence of spiders
1
3000
2000
onlardan neler öğrenebileceğimizi
00:20
and how much we can learn from them.
2
5000
3000
dünyaya duyurmak için buradayım.
00:23
Spiders are truly global citizens.
3
8000
2000
Örümcekler gerçekten küresel varlıklar.
00:25
You can find spiders in nearly
4
10000
2000
Örümcekleri dünyanın neredeyse
00:27
every terrestrial habitat.
5
12000
2000
her bölgesinde bulabilirsiniz.
00:29
This red dot marks
6
14000
2000
Bu kırmızı nokta
00:31
the Great Basin of North America,
7
16000
2000
Büyük Kuzey Amerika havzasını gösteriyor
00:33
and I'm involved with an alpine biodiversity
8
18000
2000
ve birkaç meslektaşımla ben buradaki
00:35
project there with some collaborators.
9
20000
2000
bir dağlık biyo-çeşitlilik projesinde çalışıyoruz.
00:37
Here's one of our field sites,
10
22000
2000
Burası çalışma bölgelerimizden birisi
00:39
and just to give you a sense of perspective,
11
24000
2000
ve daha iyi bir fikir edinebilmeniz için
00:41
this little blue smudge here,
12
26000
2000
buradaki mavi leke
00:43
that's one of my collaborators.
13
28000
2000
iş arkadaşlarımdan birisi.
00:45
This is a rugged and barren landscape,
14
30000
3000
Burası kurak ve çorak bir arazi
00:48
yet there are quite a few spiders here.
15
33000
2000
yine de epeyce örümcek var.
00:50
Turning rocks over revealed this crab spider
16
35000
4000
Taşları ters yüz etmek bir böcekle boğuşan
00:54
grappling with a beetle.
17
39000
2000
bu yengeç örümceğini ortaya çıkartıyor.
00:56
Spiders are not just everywhere,
18
41000
3000
Örümcekler sadece her yerde değil
00:59
but they're extremely diverse.
19
44000
2000
ayrıca çok çeşitliler.
01:01
There are over 40,000 described species
20
46000
3000
40,000 üzerinde tanımlanmış
01:04
of spiders.
21
49000
1000
örümcek türü bulunuyor.
01:05
To put that number into perspective,
22
50000
2000
Bu rakamı görüntüye dökmek için
01:07
here's a graph comparing the 40,000
23
52000
2000
burada 40,000 örümcek türünü
01:09
species of spiders
24
54000
2000
400 memeli ile
01:11
to the 400 species of primates.
25
56000
2000
mukayese eden bir tablo var.
01:13
There are two orders of magnitude more
26
58000
2000
Büyüklük hesabına göre memelilerden iki kat
01:15
spiders than primates.
27
60000
2000
fazla örümcek var.
01:17
Spiders are also extremely old.
28
62000
4000
Örümcekler ayrıca çok eskiler.
01:21
On the bottom here,
29
66000
2000
Burada en aşağıda
01:23
this is the geologic timescale,
30
68000
2000
bu bir jeolojik zaman çizelgesi
01:25
and the numbers on it indicate millions
31
70000
2000
ve üzerindeki rakamlar günümüzden önceki
01:27
of years from the present, so the zero here,
32
72000
2000
milyon yılları ifade ediyor yani buradaki sıfır
01:29
that would be today.
33
74000
2000
bugünü ifade ediyor.
01:31
So what this figure shows is that spiders
34
76000
3000
Bu şekil örümceklerin neredeyse 380 milyon
01:34
date back to almost 380 million years.
35
79000
4000
yıl öncesine kadar dayandığını gösteriyor.
01:38
To put that into perspective, this red
36
83000
2000
Bunu göstermek için, buradaki bu kırmızı
01:40
vertical bar here marks the divergence time
37
85000
3000
dikey çizgi insanların maymunlardan
01:43
of humans from chimpanzees,
38
88000
3000
ayrılmasını gösteriyor
01:46
a mere seven million years ago.
39
91000
3000
sadece yedi milyon yıl önce.
01:49
All spiders make silk
40
94000
2000
Bütün örümcekler hayatlarının
01:51
at some point in their life.
41
96000
2000
bir kısmında ağ örer.
01:53
Most spiders use copious amounts of silk,
42
98000
3000
Çoğu örümcek yüksek miktarda ağ kullanır
01:56
and silk is essential to their survival
43
101000
2000
ve bu ağ hayatta kalmaları ve
01:58
and reproduction.
44
103000
2000
üremeleri için vazgeçilmezdir.
02:00
Even fossil spiders can make silk,
45
105000
2000
Fosil örümcekler bile ağ örebilir
02:02
as we can see from this impression of
46
107000
2000
bu fosil örümceği üzerindeki lif memeciği
02:04
a spinneret on this fossil spider.
47
109000
3000
izlerinden görebileceğimiz gibi.
02:07
So this means that both spiders
48
112000
2000
Bu da hem örümceklerin
02:09
and spider silk have been around
49
114000
2000
hem de örümcek ağının 380 milyon yıldır
02:11
for 380 million years.
50
116000
4000
var olduğunu gösteriyor.
02:16
It doesn't take long from working with spiders
51
121000
3000
Örümceklerle çalıştığınızda bu ağın
02:19
to start noticing how essential silk is
52
124000
3000
hayatlarının her parçası için ne kadar
02:22
to just about every aspect of their life.
53
127000
3000
önemli olduğunu anlamanız fazla uzun sürmüyor.
02:25
Spiders use silk for many purposes, including
54
130000
3000
Örümcekler ağı birçok amaç için kullanır
02:28
the trailing safety dragline,
55
133000
2000
güvenli kılavuz ipi örmek
02:30
wrapping eggs for reproduction,
56
135000
3000
üreme için yumurta sarmak
02:33
protective retreats
57
138000
2000
savunma kaçışı ve avını
02:35
and catching prey.
58
140000
2000
yakalamak da bunlara dahil.
02:37
There are many kinds of spider silk.
59
142000
2000
Birçok örümcek ağı türü var.
02:39
For example, this garden spider can make
60
144000
3000
Mesela, bu bahçe örümceği yedi
02:42
seven different kinds of silks.
61
147000
2000
farklı ağ türü yapabilir.
02:44
When you look at this orb web, you're actually
62
149000
2000
Bu daire örümcek ağına baktığınızda aslında
02:46
seeing many types of silk fibers.
63
151000
3000
birbirinden farklı ağ lifleri görürsünüz.
02:49
The frame and radii of this web
64
154000
2000
Ağın çevresi ve merkeze bağlayan lifler
02:51
is made up of one type of silk,
65
156000
3000
bir tür liften yapılmış
02:54
while the capture spiral is a composite
66
159000
2000
ama yakalama ipi iki farklı
02:56
of two different silks:
67
161000
2000
tür lifin bileşimi:
02:58
the filament and the sticky droplet.
68
163000
3000
lif ve yapışkan damlacık.
03:01
How does an individual spider
69
166000
3000
Bir tek örümcek nasıl
03:04
make so many kinds of silk?
70
169000
3000
bu kadar farklı ağ üretebilir?
03:07
To answer that, you have to look a lot closer
71
172000
2000
Bunu cevaplamak için bir örümceğin
03:09
at the spinneret region of a spider.
72
174000
2000
lif memeciğine çok daha yakından bakmalıyız.
03:11
So silk comes out of the spinnerets, and for
73
176000
2000
Ağ bu memecikten çıkar ve biz,
03:13
those of us spider silk biologists, this is what
74
178000
2000
örümcek ağı biyologları, buna
03:15
we call the "business end" of the spider. (Laughter)
75
180000
2000
örümceğin iş yapan kısmı diyoruz. (Gülüşmeler)
03:17
We spend long days ...
76
182000
2000
Günler boyunca...
03:19
Hey! Don't laugh. That's my life.
77
184000
2000
Hey! Gülmeyin! Benim hayatım bu!
03:21
(Laughter)
78
186000
2000
(Gülüşmeler)
03:23
We spend long days and nights
79
188000
2000
Uzun gün ve gecelerimizi örümceğin
03:25
staring at this part of the spider.
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 multiple fibers
82
195000
2000
Memecikten çıkan birden fazla
03:32
coming out of the spinnerets, because
83
197000
3000
lif görebiliyorsunuz çünkü
03:35
each spinneret has many spigots on it.
84
200000
3000
her memeciğin üzerinde uçlar bulunur.
03:38
Each of these silk fibers exits from the spigot,
85
203000
3000
Bu liflerin her biri uçlardan çıkar
03:41
and if you were to trace the fiber back
86
206000
2000
ve lifi örümceğin içine kadar
03:43
into the spider, what you would find is that
87
208000
3000
izlerseniz bulacağınız şey her ucun
03:46
each spigot connects to its own individual
88
211000
2000
kendine has bir lif bezesine bağlandığı
03:48
silk gland. A silk gland kind of looks like a sac
89
213000
3000
olur. Bir lif bezesi, içerisinde çokça
03:51
with a lot of silk proteins stuck inside.
90
216000
3000
lif proteini bulunan bir keseye benzer.
03:54
So if you ever have the opportunity to dissect
91
219000
2000
Eğer daire ağ ören bir örümceği inceleme
03:56
an orb-web-weaving spider,
92
221000
2000
fırsatı bulursanız
03:58
and I hope you do,
93
223000
2000
ve umarım bulursunuz
04:00
what you would find is a bounty
94
225000
3000
bulacağınız şey güzellik armağanı
04:03
of beautiful, translucent silk glands.
95
228000
3000
yarı saydam lif bezeleri olacaktır.
04:06
Inside each spider, there are hundreds
96
231000
2000
Her örümceğin içinde, yüzlerce bazen
04:08
of silk glands, sometimes thousands.
97
233000
3000
binlerce lif bezesi bulunur.
04:11
These can be grouped into seven categories.
98
236000
3000
Bunlar yedi kategoriye ayrılabilir.
04:14
They differ by size, shape,
99
239000
2000
Büyüklük, şekil ve bazen de
04:16
and sometimes even color.
100
241000
2000
renk olarak farklılık gösterirler.
04:18
In an orb-web-weaving spider,
101
243000
2000
Daire ağ ören bir örümceğin içinde
04:20
you can find seven types of silk glands,
102
245000
2000
yedi farklı lif bezesi bulabilirsiniz
04:22
and what I have depicted here in this picture,
103
247000
2000
ve resimde gösterdiğim şey de bu;
04:24
let's start at the one o'clock position,
104
249000
3000
saat bir yönüyle başlayalım
04:27
there's tubuliform silk glands, which are used
105
252000
2000
burada yumurta bezesinin dış lifini yapan
04:29
to make the outer silk of an egg sac.
106
254000
2000
tubulliform lif bezesi bulunuyor.
04:31
There's the aggregate and flagelliform silk
107
256000
2000
Dairesel ağın yakalama lifi bileşimini
04:33
glands which combine to make the sticky
108
258000
2000
oluşturan aggregate (birleştirme) ve
04:35
capture spiral of an orb web.
109
260000
3000
flagelliform lif bezeleri buradalar.
04:38
Pyriform silk glands make the attachment
110
263000
2000
Pirifrom lif bezeleri bağlayıcı bileşimi üretir
04:40
cement -- that's the silk that's used to adhere
111
265000
3000
bu, lifleri diğer maddelere bağlamak
04:43
silk lines to a substrate.
112
268000
3000
için gereken liftir.
04:46
There's also aciniform silk,
113
271000
2000
Bir de asiniform lifi var
04:48
which is used to wrap prey.
114
273000
2000
avları sarmalamak için kullanılır.
04:50
Minor ampullate silk is used in web construction.
115
275000
2000
İkincil ampullate lifi ağ yapımında kullanılır.
04:52
And the most studied silk line
116
277000
2000
Ve en çok incelenen lif:
04:54
of them all: major ampullate silk.
117
279000
2000
ana ampullate lifi.
04:56
This is the silk that's used to make the frame
118
281000
2000
Bu ağın çevresini ve merkeze bağlayan
04:58
and radii of an orb web, and also
119
283000
3000
lifleri ve ayrıca güvenli kılavuz
05:01
the safety trailing dragline.
120
286000
3000
ağlarının yapımında kullanılan liftir.
05:04
But what, exactly, is spider silk?
121
289000
3000
Ama nedir bu örümcek lifi tam olarak?
05:08
Spider silk is almost entirely protein.
122
293000
3000
Örümcek lifi neredeyse tamamen proteindir.
05:11
Nearly all of these proteins can be explained
123
296000
2000
Bu proteinlerin neredeyse tamamı
05:13
by a single gene family,
124
298000
3000
tek bir gen ailesiyle açıklanabilir
05:16
so this means that the diversity of silk types
125
301000
2000
bu da bugün gördüğümüz lif türü çeşitliliğinin
05:18
we see today is encoded by one gene family,
126
303000
5000
tek bir gen ailesiyle kodlandığını anlamına gelir
05:23
so presumably the original spider ancestor
127
308000
3000
yani büyük olasılıkla örümceklerin esas
05:26
made one kind of silk,
128
311000
2000
atası tek tür lif üretiyordu
05:28
and over the last 380 million years,
129
313000
3000
ve 380 milyon yıl süresince
05:31
that one silk gene has duplicated
130
316000
3000
bu tek bir lif geni
05:34
and then diverged, specialized,
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 large variety of flavors of spider silks
133
325000
2000
tekrar ve tekrar kendini kopyaladı
05:42
that we have today.
134
327000
3000
ve sonra ayrıldı ve özelleşti.
05:45
There are several features that all these silks
135
330000
2000
Bütün bu liflerin ortak sahip olduğu birkaç özellik
05:47
have in common. They all have a common
136
332000
2000
mevcut. Hepsi aynı tarza
05:49
design, such as they're all very long --
137
334000
2000
sahipler, çok uzun olmaları gibi--
05:51
they're sort of outlandishly long
138
336000
3000
diğer proteinlere göre
05:54
compared to other proteins.
139
339000
2000
mükemmel uzunluktalar.
05:56
They're very repetitive, and they're very rich
140
341000
3000
Çok tekrarlılar ve amino asit
05:59
in the amino acids glycine and alanine.
141
344000
3000
glisin ve alanin yönünden çok zenginler.
06:02
To give you an idea of what
142
347000
2000
Bir örümcek lifi proteininin
06:04
a spider silk protein looks like,
143
349000
2000
nasıl göründüğünü anlamanız için,
06:06
this is a dragline silk protein,
144
351000
2000
bu bir kılavuz çizgisi proteini,
06:08
it's just a portion of it,
145
353000
2000
sadece bir kısmı
06:10
from the black widow spider.
146
355000
2000
karadul böceğine ait.
06:12
This is the kind of sequence that I love
147
357000
2000
Bu, gece gündüz bakmaya bayıldığım
06:14
looking at day and night. (Laughter)
148
359000
3000
türden bir dizilim. (Gülüşmeler)
06:17
So what you're seeing here is the one letter
149
362000
2000
Burada gördüğünüz şey amino asit için
06:19
abbreviation for amino acids, and I've colored
150
364000
2000
tek harflik kısaltma ve glisinleri
06:21
in the glycines with green,
151
366000
2000
yeşil ile renklendirdim
06:23
and the alanines in red, and so
152
368000
2000
ve alaninleri kırmızı ile yani
06:25
you can see it's just a lot of G's and A's.
153
370000
3000
görebildiğiniz üzere bir sürü G ve A var.
06:28
You can also see that there's a lot of short
154
373000
3000
Ayrıca sürekli devam eden
06:31
sequence motifs that repeat over and over
155
376000
3000
bir sürü kısa dizilim
06:34
and over again, so for example there's a lot of
156
379000
2000
olduğunu da görebilirsiniz, mesela çokça
06:36
what we call polyalanines, or iterated A's,
157
381000
3000
bizim tabirimizle polialanin ya da tekrarlı A var
06:39
AAAAA. There's GGQ. There's GGY.
158
384000
4000
AAAAA. GGQlar var. GGYler var.
06:43
You can think of these short motifs
159
388000
2000
Bu kısa motifleri sürekli
06:45
that repeat over and over again as words,
160
390000
3000
tekrar eden kelimeler gibi düşünebilirsiniz
06:48
and these words occur in sentences.
161
393000
3000
ve bu kelimeler cümlelerde ortaya çıkıyor.
06:51
So for example this would be one sentence,
162
396000
3000
Yani mesela bu bir cümle olur
06:54
and you would get this sort of green region
163
399000
2000
ve bu yeşil bölgeyi elde edersiniz
06:56
and the red polyalanine, that repeats
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 hundreds and
166
405000
2000
ve bunu tek bir lif molekülü içinde
07:02
hundreds and hundreds of times within
167
407000
2000
yüzlerce ve yüzlerce
07:04
an individual silk molecule.
168
409000
2000
kez görebilirsiniz.
07:06
Silks made by the same spider can have
169
411000
2000
Aynı örümcek tarafından üretilen lifler
07:08
dramatically different repeat sequences.
170
413000
3000
hayret verecek kadar farklı dizilime sahip olabilir.
07:11
At the top of the screen, you're seeing
171
416000
3000
Ekranın üst kısmında
07:14
the repeat unit from the dragline silk
172
419000
3000
argiope bahçe örümceğine ait
07:17
of a garden argiope spider.
173
422000
3000
kılavuz lifinin tekrar ünitesini görüyorsunuz.
07:20
It's short. And on the bottom,
174
425000
2000
Kısa bir dizi. Ve en aşağıda
07:22
this is the repeat sequence for the
175
427000
2000
aynı örümceğin yumurta
07:24
egg case, or tubuliform silk protein,
176
429000
2000
kesesi ya da tubulliform lif
07:26
for the exact same spider. And you can see
177
431000
3000
proteininin tekrar dizilimi var. Ve bu lif proteinlerinin
07:29
how dramatically different
178
434000
2000
ne kadar birbirinden farklı
07:31
these silk proteins are -- so this is
179
436000
3000
olduklarını görebilirsiniz - yani bu
07:34
sort of the beauty of the diversification
180
439000
2000
örümceklerin lif geni ailesindeki
07:36
of the spider silk gene family.
181
441000
2000
çeşitlenme güzelliğinin bir örneği.
07:38
You can see that the repeat units differ
182
443000
2000
Tekrar ünitelerinin uzunluk olarak değiştiğini
07:40
in length. They also differ in sequence.
183
445000
2000
görebilirsiniz. Ayrıca dizilim olarak da değişirler.
07:42
So I've colored in the glycines again
184
447000
2000
Glisinleri yine yeşille
07:44
in green, alanine in red, and the serines,
185
449000
3000
alenini kırmızıyla ve serinleri, S harflerini
07:47
the letter S, in purple. And you can see
186
452000
3000
mor ile renklendirdim. Ve görebileceğiniz
07:50
that the top repeat unit can be explained
187
455000
2000
gibi üst tekrar ünitesi neredeyse
07:52
almost entirely by green and red,
188
457000
3000
tamamen yeşil ve kırmızıdan oluşuyor
07:55
and the bottom repeat unit has
189
460000
2000
ve alt tekrar ünitesi
07:57
a substantial amount of purple.
190
462000
2000
yüksek miktarda mor içeriyor.
07:59
What silk biologists do is we try to relate
191
464000
3000
Lif biyologlarının yaptığı şey bu dizilimleri
08:02
these sequences, these amino acid
192
467000
2000
amino asit dizilimlerini
08:04
sequences, to the mechanical properties
193
469000
2000
örümcek lifinin biçimsel özellikleriyle
08:06
of the silk fibers.
194
471000
2000
ilişkilendirmeye çalışıyoruz.
08:08
Now, it's really convenient that spiders use their silk
195
473000
3000
Şimdi, örümceklerin liflerini vücutlarının
08:11
completely outside their body.
196
476000
2000
dışında kullanıyor olması gerçekten kullanışlı.
08:13
This makes testing spider silk really, really
197
478000
2000
Bu örümcek lifinin laboratuvarda
08:15
easy to do in the laboratory, because
198
480000
2000
test edilmesini çok çok kolaylaştırıyor çünkü
08:17
we're actually, you know, testing it in air
199
482000
3000
bilirsiniz, onları aslında havada test ediyoruz
08:20
that's exactly the environment that
200
485000
2000
bu da tam olarak örümceklerin
08:22
spiders are using their silk proteins.
201
487000
2000
lif proteinlerini kullandıkları ortam.
08:24
So this makes quantifying silk properties by
202
489000
2000
Bu da lifin gerginlik testi,
08:26
methods such as tensile testing, which is
203
491000
2000
basitçe lifin bir ucundan çekilmesi,
08:28
basically, you know, tugging on one end
204
493000
2000
gibi yöntemlerle ölçülmesine
08:30
of the fiber, very amenable.
205
495000
3000
çok iyi imkân sağlıyor.
08:33
Here are stress-strain curves
206
498000
3000
Bunlar aynı örümcek tarafından
08:36
generated by tensile testing
207
501000
2000
üretilen beş lifin gerginlik testinde
08:38
five fibers made by the same spider.
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 five fibers have different behaviors.
210
509000
3000
beş lifin farklı davranış gösterdiği.
08:47
Specifically, if you look on the vertical axis,
211
512000
2000
Özellikle, dikey eksene bakarsanız
08:49
that's stress. If you look at the maximum
212
514000
3000
bu gerginlik. Her lifin en yüksek
08:52
stress value for each of these fibers,
213
517000
2000
gerginlik değerine bakarsanız
08:54
you can see that there's a lot of variation,
214
519000
3000
çok fazla farklılık olduğunu görebilirsiniz
08:57
and in fact dragline, or major ampullate silk,
215
522000
3000
ve gerçekten de kılavuz ipi ya da ana ampullate lifi
09:00
is the strongest of these fibers.
216
525000
2000
liflerden en güçlü olanı.
09:02
We think that's because the dragline silk,
217
527000
3000
Bunun, ağın çevresini ve merkeze bağlayan
09:05
which is used to make the frame and radii
218
530000
3000
lifleri yapmakta kullanılan kılavuz lifinin
09:08
for a web, needs to be very strong.
219
533000
2000
çok güçlü olması gerektiği için böyle olduğunu düşünüyoruz.
09:10
On the other hand, if you were to look at
220
535000
2000
Diğer taraftan, eğer gerinim değerine
09:12
strain -- this is how much a fiber can be
221
537000
2000
bakacak olursak - bu bir lifin ne kadar
09:14
extended -- if you look at the maximum value
222
539000
2000
uzayabileceğini gösterir- burada en yüksek değere
09:16
here, again, there's a lot of variation
223
541000
3000
bakarsanız yine çok farklılık var ve
09:19
and the clear winner is flagelliform,
224
544000
2000
açık ara kazanan flagelliform
09:21
or the capture spiral filament.
225
546000
2000
ya da yakalama ipi.
09:23
In fact, this flagelliform fiber can
226
548000
2000
Aslında bu flagelliform lifi esas
09:25
actually stretch over twice its original length.
227
550000
4000
uzunluğunun iki katına kadar esneyebilir.
09:29
So silk fibers vary in their strength
228
554000
3000
Yani lif fiberleri güç olarak farklılar
09:32
and also their extensibility.
229
557000
2000
ve esneklik olarak da.
09:34
In the case of the capture spiral,
230
559000
2000
Yakalama ipinin durumunda ise
09:36
it needs to be so stretchy to absorb
231
561000
2000
uçan avın etkisini soğurması
09:38
the impact of flying prey.
232
563000
2000
için çok elastik olması gerekir.
09:40
If it wasn't able to stretch so much, then
233
565000
2000
Eğer bu kadar esneyemeseydi
09:42
basically when an insect hit the web,
234
567000
2000
bir böcek ağa çarptığında
09:44
it would just trampoline right off of it.
235
569000
2000
üzerinde sıçrayıp giderdi.
09:46
So if the web was made entirely out of
236
571000
2000
Yani eğer ağ tamamen yakalama ipinden
09:48
dragline silk, an insect is very likely to just
237
573000
3000
yapılsaydı, böceğin üzerinde zıplayıp
09:51
bounce right off. But by having really, really
238
576000
2000
durma olasılığı yüksekti. Ama gerçekten çok
09:53
stretchy capture spiral silk, the web is actually
239
578000
2000
esnek bir yakalama ipine sahip olmasıyla
09:55
able to absorb the impact
240
580000
2000
ağ gerçekten de yakalanan avın
09:57
of that intercepted prey.
241
582000
3000
etkisini soğurabilir durumdadır.
10:00
There's quite a bit of variation within
242
585000
2000
Tek bir örümceğin yapabileceği liflerde
10:02
the fibers that an individual spider can make.
243
587000
3000
az çok bir çeşitlilik var.
10:05
We call that the tool kit of a spider.
244
590000
3000
Buna bir örümceğin takım çantası diyebiliriz.
10:08
That's what the spider has
245
593000
2000
Bu örümceğin çevresi ile
10:10
to interact with their environment.
246
595000
2000
etkileşim için sahip olduğu şey.
10:12
But how about variation among spider
247
597000
2000
Peki, örümcek türleri arasında çeşitlilik
10:14
species, so looking at one type of silk
248
599000
2000
nasıldır, yani farklı örümcek türlerinde
10:16
and looking at different species of spiders?
249
601000
3000
tek bir lif çeşidini incelersek?
10:19
This is an area that's largely unexplored
250
604000
2000
Bu büyük bir kısmı incelenmemiş bir alan
10:21
but here's a little bit of data I can show you.
251
606000
4000
ama burada size gösterebileceğim biraz veri mevcut.
10:25
This is the comparison of the toughness
252
610000
2000
Bu 21 örümcek türünün
10:27
of the dragline spilk spun
253
612000
2000
kılavuz ipi lifinin
10:29
by 21 species of spiders.
254
614000
2000
dayanıklılık karşılaştırması.
10:31
Some of them are orb-weaving spiders and
255
616000
2000
Bazıları daire ağ ören örümcekler
10:33
some of them are non-orb-weaving spiders.
256
618000
3000
bazıları daire ağ örmeyen örümcekler.
10:36
It's been hypothesized that
257
621000
2000
Daire ağ ören örümceklerin,
10:38
orb-weaving spiders, like this argiope here,
258
623000
3000
buradaki argiope örümceği gibi,
10:41
should have the toughest dragline silks
259
626000
2000
uçan avlarını yakalamaları gerektiği için
10:43
because they must intercept flying prey.
260
628000
3000
en dayanıklı liflere sahip olması gerektiği varsayılıyor.
10:46
What you see here on this toughness graph
261
631000
3000
Buradaki dayanıklılık grafiğinde gördüğünüz
10:49
is the higher the black dot is on the graph,
262
634000
2000
şekildeki siyah nokta yükseldikçe
10:51
the higher the toughness.
263
636000
2000
dayanıklılık da yükseliyor.
10:53
The 21 species are indicated here by this
264
638000
3000
21 tür burada bu filojniyle
10:56
phylogeny, this evolutionary tree, that shows
265
641000
3000
genetik ilişkileri gösteren bu
10:59
their genetic relationships, and I've colored
266
644000
2000
soy ağacı ile gösterilmiş ve daire ağ ören
11:01
in yellow the orb-web-weaving spiders.
267
646000
3000
örümcekleri ben sarı ile renklendirdim.
11:04
If you look right here at the two red arrows,
268
649000
3000
Eğer buradaki iki kırmızı oka bakarsanız
11:07
they point to the toughness values
269
652000
3000
bunlar nephila clavipes (altın ağ örümceği)
11:10
for the draglines of nephila clavipes and
270
655000
2000
ve araneus diadematus (Avrupa bahçe örümceği)
11:12
araneus diadematus.
271
657000
2000
türlerine ait kılavuz ipi dayanıklılık değerlerini gösteriyor.
11:14
These are the two species of spiders
272
659000
2000
Bunlar yapay örümcek lifi araştırmalarında
11:16
for which the vast majority of time and money
273
661000
3000
zaman ve para kaynaklarının
11:19
on synthetic spider silk research has been
274
664000
3000
çoğunun üzerinde araştırma yapmak için
11:22
to replicate their dragline silk proteins.
275
667000
3000
harcandığı iki örümcek türü.
11:25
Yet, their draglines are not the toughest.
276
670000
4000
Yine de kılavuz ipleri en dayanıklı olan değil.
11:29
In fact, the toughest dragline in this survey
277
674000
3000
Aslında, bu araştırmada en dayanıklı
11:32
is this one right here in this white region,
278
677000
3000
kılavuz ipi beyaz bölgede tam buradaki
11:35
a non orb-web-weaving spider.
279
680000
2000
daire ağ örmeyen bir örümcek.
11:37
This is the dragline spun by scytodes,
280
682000
2000
Bu scytode, yani tüküren örümceğin
11:39
the spitting spider.
281
684000
2000
yaptığı kılavuz ipi.
11:41
Scytodes doesn't use a web at all
282
686000
3000
Scytode avını yakalamak için ağ
11:44
to catch prey. Instead, scytodes
283
689000
2000
kullanmıyor bile. Bunun yerine scytode
11:46
sort of lurks around and waits for prey
284
691000
3000
etrafta gizlenerek avının yaklaşmasını
11:49
to get close to it, and then immobilizes prey
285
694000
3000
bekliyor ve daha sonra böceğin üzerine
11:52
by spraying a silk-like venom onto that insect.
286
697000
4000
lif benzeri bir zehir püskürterek avını hareketsiz bırakıyor.
11:56
Think of hunting with silly string.
287
701000
3000
Sprey konfeti ile avlanmayı düşünün.
11:59
That's how scytodes forages.
288
704000
3000
Scytode de böyle avlanır.
12:02
We don't really know why scytodes
289
707000
2000
Scytodesin neden bu kadar dayanıklı kılavuz
12:04
needs such a tough dragline,
290
709000
3000
ipine ihtiyaç duyduğunu gerçekten bilmiyoruz
12:07
but it's unexpected results like this that make
291
712000
3000
ama biyo-araştırmaları bu kadar değerli ve heyecan
12:10
bio-prospecting so exciting and worthwhile.
292
715000
4000
verici yapan da bunun gibi umulmayan sonuçlar.
12:14
It frees us from the constraints
293
719000
2000
Bizi hayal gücümüzün
12:16
of our imagination.
294
721000
2000
kısıtlamalarından kurtarıyor.
12:18
Now I'm going to mark on
295
723000
2000
Şimdi naylon iplik
12:20
the toughness values for nylon fiber,
296
725000
3000
ipek böceği ya da evcil ibrişim kurdu ipi
12:23
bombyx -- or domesticated silkworm silk --
297
728000
3000
yün, kevlar ve karbon fiberin
12:26
wool, Kevlar, and carbon fibers.
298
731000
3000
dayanıklılık değerlerini işaretliyorum.
12:29
And what you can see is that nearly
299
734000
2000
Ve şimdi görebileceğiniz şey neredeyse
12:31
all the spider draglines surpass them.
300
736000
2000
bütün örümcek kılavuz iplerinin bunlardan yüksek olması.
12:33
It's the combination of strength, extensibility
301
738000
4000
Örümcek lifini bu kadar özel kılan
12:37
and toughness that makes spider silk so
302
742000
3000
güç, esneklik ve dayanıklılığın birleşimi
12:40
special, and that has attracted the attention
303
745000
3000
ve bu da biyomimetisitlerin ilgisini
12:43
of biomimeticists, so people that turn
304
748000
3000
çekiyor yani yeni çözümler aramak
12:46
to nature to try to find new solutions.
305
751000
3000
için doğaya yönelen insanların.
12:49
And the strength, extensibility and toughness
306
754000
3000
Ve örümcek liflerinin güç, esneklik
12:52
of spider silks combined with the fact that
307
757000
3000
ve dayanıklılığının bu liflerin bağışıklık
12:55
silks do not elicit an immune response,
308
760000
3000
sistemini etkilemediği gerçeğiyle birleşimi
12:58
have attracted a lot of interest in the use
309
763000
3000
örümcek lifinin biyomedikal uygulamalarda
13:01
of spider silks in biomedical applications,
310
766000
2000
kullanılmasıyla ilgili dikkatleri üzerine çekti
13:03
for example, as a component of
311
768000
2000
mesela yapay tendonlar için
13:05
artificial tendons, for serving as
312
770000
3000
bir bileşen olarak, sinirlerin yeniden
13:08
guides to regrow nerves, and for
313
773000
4000
gelişimi için kılavuz olarak ve
13:12
scaffolds for tissue growth.
314
777000
3000
yapay deri oluşumunda bir basamak olarak.
13:15
Spider silks also have a lot of potential
315
780000
3000
Örümcek lifleri aynı zamanda anti-balistik
13:18
for their anti-ballistic capabilities.
316
783000
2000
yetenekleriyle de yüksek bir potansiyele sahipler.
13:20
Silks could be incorporated into body
317
785000
2000
Örümcek lifi vücuda ve bugün
13:22
and equipment armor that would be more
318
787000
3000
sahip olduğumuz bütün ekipmanlardan
13:25
lightweight and flexible
319
790000
2000
daha hafif ve esnek olacak zırh
13:27
than any armor available today.
320
792000
3000
ekipmanlarına yerleştirilebilir.
13:30
In addition to these biomimetic
321
795000
3000
Örümcek lifinin bu biyomimetik
13:33
applications of spider silks,
322
798000
2000
kullanımlarına ek olarak ben
13:35
personally, I find studying spider silks
323
800000
4000
kişisel olarak örümcek lifini
13:39
just fascinating in and of itself.
324
804000
3000
ilgili araştırmaları büyüleyici buluyorum.
13:42
I love when I'm in the laboratory,
325
807000
4000
Ben laboratuvardayken yeni bir örümcek
13:46
a new spider silk sequence comes in.
326
811000
3000
lifi diziliminin önüme gelmesine bayılıyorum.
13:49
That's just the best. (Laughter)
327
814000
3000
Tek kelimeyle harika bir şey. (Gülüşmeler)
13:52
It's like the spiders are sharing
328
817000
3000
Sanki örümcekler benimle antik
13:55
an ancient secret with me, and that's why
329
820000
2000
bir sırrı paylaşıyor gibi ve bu yüzden
13:57
I'm going to spend the rest of my life
330
822000
2000
hayatımın geri kalanını örümcek
13:59
studying spider silk.
331
824000
2000
lifini inceleyerek geçireceğim.
14:01
The next time you see a spider web,
332
826000
3000
Bir dahaki sefere bir örümcek ağı gördüğünüzde
14:04
please, pause and look a little closer.
333
829000
3000
lütfen durun ve daha yakından bakın.
14:07
You'll be seeing one of the most
334
832000
2000
İnsanlığın gördüğü en yüksek performanslı
14:09
high-performance materials known to man.
335
834000
3000
materyallerden birine bakıyor olacaksınız.
14:12
To borrow from the writings
336
837000
2000
Charlotte adına bir
14:14
of a spider named Charlotte,
337
839000
3000
örümcekten alıntı yaparak
14:17
silk is terrific.
338
842000
2000
örümcek lifi olağanüstüdür.
14:19
Thank you. (Applause)
339
844000
3000
Teşekkürler. (Alkış)
14:22
(Applause)
340
847000
1000
(Alkış)
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