La soie d'araignée est la fibre miracle de la nature

La soie d'araignée est l'une des substances naturelles les plus miraculeuses de la Terre. La plupart des matériaux de construction sont solides ou élastiques, mais la soie d'araignée est à la fois. Il a été décrit comme plus résistant que l'acier (ce qui n'est pas tout à fait précis, mais proche), plus impénétrable que le kevlar et plus extensible que le nylon. Il résiste à beaucoup de tension avant de se casser, ce qui est la définition même d'un matériau dur. La soie d'araignée conduit également la chaleur et est connue pour avoir des propriétés antibiotiques.

Toutes les araignées produisent de la soie

Toutes les araignées produisent de la soie, de la plus petite araignée sauteuse à la plus grosse tarentule. Une araignée a des structures spéciales appelées filières à l'extrémité de son abdomen. Vous avez probablement vu une araignée construire une toile ou descendre en rappel à partir d'un fil de soie. L'araignée utilise ses pattes postérieures pour tirer le fil de soie de ses filières, petit à petit.

La soie d'araignée est fabriquée à partir de protéines

Mais qu'est-ce que la soie d'araignée, exactement? La soie d'araignée est une fibre de protéine, produite par une glande dans l'abdomen de l'araignée. La glande stocke les protéines de soie sous forme liquide, ce qui n'est pas particulièrement utile pour la construction de structures comme les toiles. Lorsque l'araignée a besoin de soie, la protéine liquéfiée passe par un canal où elle obtient un bain acide. Lorsque le pH de la protéine de soie diminue (car elle est acidifiée), elle modifie la structure. Le mouvement de traction de la soie des filières met la substance sous tension, ce qui l'aide à durcir en un solide à mesure qu'elle émerge.

Structurellement, la soie est constituée de couches de protéines amorphes et cristallines. Les cristaux de protéines plus fermes donnent à la soie sa force, tandis que la protéine plus douce et informe donne de l'élasticité. La protéine est un polymère naturel (dans ce cas, une chaîne d'acides aminés). La soie d'araignée, la kératine et le collagène sont tous formés de protéines.

Les araignées recyclent souvent de précieuses protéines de soie en mangeant leurs toiles. Les scientifiques ont étiqueté les protéines de soie à l'aide de marqueurs radioactifs et examiné de nouvelles soies pour déterminer l'efficacité avec laquelle les araignées retraitent la soie. Remarquablement, ils ont découvert que les araignées peuvent consommer et réutiliser les protéines de soie en 30 minutes. C'est un système de recyclage incroyable!

Ce matériau polyvalent pourrait avoir des applications illimitées, mais la récolte de la soie d'araignée n'est pas très pratique à grande échelle. Produire un matériau synthétique aux propriétés de la soie d'araignée est depuis longtemps le Saint Graal de la recherche scientifique. 

8 façons dont les araignées utilisent la soie

Les scientifiques ont étudié la soie d'araignée pendant des siècles et ont beaucoup appris sur la façon dont la soie d'araignée est fabriquée et utilisée. Certaines araignées peuvent en fait produire 6 ou 7 sortes de soie en utilisant différentes glandes de soie. Lorsque l'araignée tisse un fil de soie, elle peut combiner ces différents types de soies pour produire des fibres spécialisées à des fins différentes. Parfois, l'araignée a besoin d'un fil de soie plus collant, et d'autres fois, il en a besoin d'un plus fort.

Comme vous pouvez l'imaginer, les araignées font bon usage de leurs compétences en production de soie. Lorsque nous pensons à des araignées qui filent de la soie, nous pensons généralement qu'elles construisent des toiles. Mais les araignées utilisent la soie à de nombreuses fins. 

1. Les araignées utilisent la soie pour attraper les proies

L'utilisation la plus connue de la soie par les araignées est pour la construction de toiles, qu'ils utilisent pour piéger les proies. Certaines araignées, comme les tisserands orbes, construisent des toiles circulaires avec des fils collants pour accrocher les insectes volants. Les araignées Web Purse utilisent un design innovant. Ils font tourner un tube de soie vertical et s'y cachent. Lorsqu'un insecte atterrit à l'extérieur du tube, l'araignée porte-monnaie coupe la soie et attire l'insecte à l'intérieur. La plupart des araignées qui tissent la toile ont une mauvaise vue, elles détectent donc les proies dans la toile en ressentant les vibrations se propageant à travers les brins de soie. Une étude récente a montré que la soie d'araignée peut vibrer à une large gamme de fréquences, permettant à l'araignée de détecter des mouvements "aussi petits que cent nanomètres-1/1000 de la largeur d'un cheveu humain".

Mais ce n'est pas la seule façon dont les araignées utilisent les soies pour attraper les repas. L'araignée bolas, par exemple, fait tourner une sorte de ligne de pêche en soie - un long fil avec une boule collante à la fin. Lorsqu'un insecte passe, l'araignée bolas lance la ligne à la proie et tire dans sa capture. Les araignées lanceuses de filets filent une petite toile, en forme de minuscule filet, et la maintiennent entre leurs pieds. Quand un insecte s'approche, l'araignée jette son filet de soie et attrape la proie.

2. La soie des utilisateurs d'araignées pour maîtriser les proies

Certaines araignées, comme les araignées d'araignée, utilisent la soie pour maîtriser complètement leurs proies. Avez-vous déjà vu une araignée attraper une mouche ou un papillon de nuit et l'envelopper rapidement de soie comme une momie? Les araignées d'araignée ont des soies spéciales sur leurs pieds, qui leur permettent d'enrouler la soie collante étroitement autour d'un insecte en difficulté. 

3. Les araignées utilisent la soie pour voyager

Quiconque a lu Web de Charlotte comme un enfant sera familier avec ce comportement d'araignée, connu sous le nom de montgolfière. Les jeunes araignées (appelées araignées) se dispersent peu de temps après avoir émergé de leur sac à œufs. Chez certaines espèces, l'araignée grimpe sur une surface exposée, soulève son abdomen et jette un fil de soie dans le vent. Alors que le courant d'air tire sur le fil de soie, le spiderling devient aérien et peut être transporté sur des kilomètres.