Superkabler og skudsikre veste skal væves af tråd fra trope-edderkopper
På grænsen til nationalparken Braulio Carrillo i Costa Rica ligger det privatejede regnskovsområde Rara Avis, der på latinsk betyder: noget ud over det sædvanlige. Området blev i 1983 købt af biologen Amos Bien, fordi han ville vise, hvordan det er muligt at profiterer økonomisk og socialt på regnskoven, uden at ødelægge den.
I 1993 begyndte The Rainforest Project at undersøge områdets biologiske mangfoldighed, herunder edderkoppen golden orb weavers (Nephila clavipes) spisevaner. Allerede det først år opdagede man, at det var muligt at udvinde dens silketråd i større omfang, selv om de fleste forskere mente, at edderkopperne ikke kunne leve sammen på grund af indbyrdes kannibalisme.
»Vi undrede os over, hvorfor ingen havde afprøvet det i praksis eller fundet nogle af de store kolonier af edderkopper, som vi gjorde. Det var et tydeligt bevis på, at nogen tidligere måtte have lavet dårlig forskning,« siger Wendy Welshans, lederen af The Rainforest Project, der sidenhen har arbejdet på at udvikle en bæredygtig metode til udvindingen.
Det har resulteret i flere patenter på udvindingsmetoden og edderkoppernes boform under udvindingen.
Golden orb weaver producerer fem slags silketråde. Én til at indhylle byttet i, én til at indhylle æggene i, én til at lave dens spind og så de to, som bruges i udvindingen: 'The Stickydisk Silk' og 'The Dragline', også kaldet faldskærmstråden.
»Det er edderkoppens sikkerhedsline og den stærkeste, dén som vi skal have dem til at producere,« forklarer en af de studerende, mens hun tager en af de store edderkopper fra dens spind og over på sin hånd.
Hér fastgør edderkoppen med det samme en klistret tråd, så den altid har forbindelse med den solide overflade, som den i øjeblikket befinder sig på. Herefter tages tråden og sættes over på et PVC-hjul, som en anden studerende via et håndtag begynder at dreje rundt. Hjulets bevægelse genskaber tyngdekraften, og edderkoppens instinkt fortæller den nu, at den skal lave faldskærmstråden for at stoppe sig selv i at falde.
»Grænsen går ved omkring tre minutters produktion om dagen med 180-200 omdrejninger af 25 cm pr. omgang. Det svarer til mellem 45-50 meter silketråd,« fortæller Wendy Welshans.
Udvindingen er baseret på et bytteforhold, hvor udvindingsstationens 25 edderkopper som modydelse får lys fra lamperne i barakken nogle timer hver aften. Lyset tiltrækker insekter, der fanges i edderkoppernes spind.
Edderkopper kan lide fast arbejde
Det har vist, sig at 95 procent af edderkopperne under de rette forhold bliver ved udvindingsstationen, mens en større procentdel forlader stedet, hvis de bliver sat til at producere silketråd mere end de tre minutter pr. dag, hvis produktionshastigheden forøges over en længere periode, så de skal producere mere pr. tidsenhed, eller hvis de ikke jævnligt bliver belønnet med ekstra insekter.
»Men alle edderkopper er forskellige. Nogle er hurtigere end andre til at producere og kan derfor nå flere rotationer på tre minutter. Vi forsøger at finde ud af, hvad forskellene er - og hvorfor,« siger Wendy Welshans.
Udvindingsmetoden bliver løbende optimeret, og holdet har for nylig udviklet et PVC-hjul med automatisk omgangstæller og timer baseret på magneter. Herved begrænses friktionen, og samtidig har holdet kunnet reducere antallet af assistenter pr. hjul fra tre til to.
»Vi har endnu ikke testet styrken af silketråden med det nye hjul, da den hastighed, hvormed tråden udvindes, påvirker dens styrke.«
The Rainforest Project har også lavet forsøg med udvindingen i USA, men kvaliteten levede ikke op til forventningerne blandt andet på grund af luftfugtigheden.
Edderkoppers silketråde har flere gunstige kvaliteter såsom styrke, fleksibilitet, lethed og hårdhed. De har i en del år været topprioritet inden for forskning af materialer, da anvendelsesmulighederne er mange, blandt andet til medicin, kabler og udstyr til beskyttelse af kroppen.
»En ingeniørmodel viser, at en silketråd på tykkelse med en blyant har styrke nok til at stoppe en Boeing 747. Det er dog endnu ikke blevet videnskabeligt bevist. Derimod er silketråden blevet testet til at være stærkere end stål og mere modstandsdygtig end Kevlar,« forklarer Wendy Welshans.
Kunstig edderkoppesilke på vej
Det amerikanske firma Nexia Biotechnologies og US Army Soldier Biological Chemical Command har derfor indgået et samarbejde om at fremstille den første kunstige edderkoppesilke i verden. Hertil bruger de en unik genetisk metode, hvor de med succes har sat dna fra en edderkop ind i ægget i livmoderen på en ged.
Men der er en lang vej igen, eftersom forskerne ikke blot skal kunne isolerer det rette gen fra edderkoppen. Det er straks sværere præcist at efterligne og producere den komplekse proteinstruktur i rette kvalitet og mængde til, at det kan bruges kommercielt.
Ifølge The Rainforest Project er edderkoppens spisevaner, stress- og vejrforhold, samt påvirkningen fra forskellige former for lys blot nogle af de faktorer, der påvirker styrken af dens spind.
»Indtil videre er vi de eneste, som arbejder med edderkopperne i felten og undersøger de naturlige faktorer. Alle andre forsøger at finde frem til styrken ved proteinsekvensen i et laboratorium og så lave det kunstigt. Men når vi kommer med vores nyeste data, er jeg sikker på, at det vil være en anden historie,« siger Wendy Welshans.
The Rainforest Project samarbejder med blandt andet Harvard University, og forsøger at få aftaler i stand med forskellige firmaer. De skal dog være parate til at gå ind på projektets principper om bæredygtighed og lokal produktion. Også selv om det skulle begrænse de kommercielle muligheder.
»Vi vil starte med en produktion i lokalområdet, hvor vi lærer de lokale landmænd at høste silken. Så mængden vil i første omgang ikke være nok til at producere skudsikre veste. Produktionen vil primært være rettet mod medicinsk brug. Men det vigtigste er, at det bliver en win-win-situation, der kan være med til at tjene penge til både investorerne og de lokale, så de ikke udvider deres marker, men ser en økonomisk fordel i at bevare regnskoven,« forklarer Wendy Welshans, og tilføjer:
»Og så er det jo interessant, at hver enkel edderkop bliver lettere at arbejde med dag for dag.«
Dokumentation
