С обычной точки зрения, моторизованная конструкция является одним из самых полезных и понятных гаджетов. Подобно дрону-пауку, электромагнитная схема может обездвиживать врагов, но выбирать цели.
Человек-Паук с научной точки зрения
В начале июля на большой экран вышла очередная часть кино-пазла Marvel «Человек-паук: Возвращение домой» (Spider-Man: Homecoming). Фильм Джона Уоттса является «перезагрузкой» истории Питера Паркера. Впервые на обложке комикса Человек-паук — подросток, борющийся с преступниками, а также с юношеским беспокойством. Все остальное остается неизменным. Лазание по стенам, крушения, суперспособности, сверхспособности и бесконечные разногласия между фанатами по поводу того, существует ли Человек-паук на самом деле. Давайте рассмотрим этот научный вопрос.
Мутация
В удивительном мире Питера укусил паук. Через некоторое время СМИ узнали о его сверхспособностях. Паук был радиоактивным, потому что его яд содержал мутагенные вещества.
С научной точки зрения, радиация определенно может изменять ДНК, но, во-первых, она не обязательно распространяется на все клетки, а во-вторых, невозможно предсказать, какие из 20 000 генов будут затронуты. Мутация — это многоступенчатый процесс и поэтому медленный. Следовательно, у Паркера, скорее всего, не суперспособности, а раковые опухоли. Однако если радиация воздействует на гены, которые «нужны» Человеку-пауку, то для достижения нужного эффекта паук должен укусить Питера с ног до головы.
Хождение по отвесным стенам
В фантастическом мире Человек-паук легко передвигается по вертикальным стенам. Этому способствует его меткая стрельба.
С научной точки зрения, тело Человека-паука должно быть на 40% липким, чтобы быстро передвигаться по отвесным стенам. Ученые изучили гекконов и клещей, которые могут прилипать к поверхностям, и пришли к выводу, что в реальной жизни Человек-паук может передвигаться по стенам, только если у него гигантские ноги и руки. Например, по мнению британских и американских ученых, супергерой должен носить 145 ботинок. Непропорционально большая цель заставляет Человека-паука выглядеть неуклюжим. Фирменный трюк компании не мог быть использован.
Теоретически, графен, один из самых мощных созданных материалов, может быть использован для создания костюма Человека-паука. Однако графен не обладает гибкостью, необходимой для создания требуемого костюма.
Эжекторы для выпуска паутины
Пусковая установка — самое важное устройство в комплекте. Во время игры он используется чаще других. В отличие от других гаджетов, пусковое устройство перезаряжается за считанные секунды.
Базовая пусковая установка — это однозарядная пусковая установка, которая фиксирует противника. Некоторые выстрелы в серии попадают в цель, удивляя других врагов и давая им возможность атаковать. Если враг находится возле стены, некоторые выстрелы прижмут его к стене, останавливая его. Разбавление пусковой установки остальными гаджетами делает ее более забавной, но ее действительно достаточно для расследования сюжета.
Ударная паутина
Первый гаджет, который вы разблокируете по мере развития игры, — это Shockweb. Считайте, что это огнестрельное оружие, стреляющее одним снарядом из множества обычных паутинок. Это более мощный инструмент для атаки ваших врагов. Вы можете несколько раз выстрелить из этого гаджета перед его модернизацией и перед зарядкой. Однако он не может работать постоянно, даже после модернизации.
После последнего обновления шоковая паутина распространяется на других врагов, с которыми контактирует цель. Если вы сражаетесь с группой бандитов, используйте этот гаджет, чтобы победить их, как в боулинге. Вы также можете использовать поверженных врагов для захвата или нападения на других воров.
Электропаутина
С обычной точки зрения, моторизованная конструкция является одним из самых полезных и понятных гаджетов. Подобно дрону-пауку, электромагнитная схема может обездвиживать врагов, но выбирать цели.
Что самое лучшее во всем этом? Он также оглушает всех врагов, стоящих рядом с выбранной вами целью. Это устройство нельзя назвать единственно верным решением для борьбы с большими группами врагов. Он используется для вывода из строя оборонительных сооружений противника перед вступлением в бой. После некоторых улучшений вы получите дополнительные боеприпасы и возможность использовать электрические дуги (электрические разряды, которые перемещаются от одного врага к другому).
Штативы лучше всего устанавливать на земле или стене, но их также можно прикрепить к противнику. Активированные носилки, соединенные с врагами, притягивают к себе ближайшего врага и атакуют друг друга. Это разблокирует один из трофеев игры, требующих больших усилий.
Суперсилы
В оригинальной истории Питер Паркер получает свои способности (способность высвобождать ткани, паучий нюх, рефлексы и т.д.) во время экскурсии в научную лабораторию от укуса радиоактивного модифицированного паука.
В современном мире пауки могут передавать до 2 мг яда или радиации. Такие дозы не могут радикально изменить ДНК человека. В конце концов, мы уже получаем до 3 миллисекунд (мЗв) радиации от солнца и природных радиоактивных газов каждый год. Тем не менее, люди не становятся супергероями все вместе.
Однако на практике воздействие радиоактивных веществ может оказывать влияние на организм человека. В качестве примера можно привести ту же химиотерапию, радиационное отравление после взрыва на Чернобыльской АЭС. Подвергнуть человека облучению — это одно, но не факт, что в ходе этого процесса можно имплантировать другие компоненты ДНК, в данном случае пауков.
С научной точки зрения нереально создать пауков, которые создают людей-пауков, кусая их. Как вариант, это должен быть паук с мини-реактором внутри, который может заряжать атомы клетки и преобразовывать их в ионы.
Паучий шелк
Однако наука способна создать своего рода паучий ген, позволяющий регенерировать жидкости, напоминающие модифицированные суперткани. Эксперимент был довольно старым и заключался в вакцинации коз геном паука. Это позволило козам воспроизводить особый паучий шелк.
Обернув этот материал в толщину карандаша, можно остановить полет «Боинга-747». Паучий шелк в свое время вызвал массированную рекламную кампанию: некоторые ученые заменили белки человеческой кожи паучьим шелком и разработали небольшой кусочек искусственной кожи, способной выдержать пулевые ранения. На это ушло пять недель.
Теперь производитель паутины BioSteel® использует эту разработку для создания тканей. К сожалению, они еще не придумали паука-паука для супергероев.
Цепляясь за стены
Хорошая новость заключается в том, что наука может сделать для вас некоторые из униформ Человека-паука.
Группа инженеров из Стэнфордского университета разработала перчатку Gecko. Эти перчатки выложены 24 плитками, покрытыми синтетическим клеем, который равномерно распределяет вес по плиткам. Перчатки покрыты зубчатой полимерной структурой толщиной с человеческий волос. Они также подпружинены для уменьшения жесткости при выдвижении, что позволяет надежно отвести руки от стены при подъеме или перемещении.
Команда, создавшая перчатки, хочет, чтобы операторы роботизированных космических кораблей аккуратно прикрепляли перчатки к объектам и использовали их для перемещения по просторам космоса.
Пока что оригинальные перчатки работают только на гладких поверхностях, но команда из Стэнфорда изучает возможность разработки самоочищающейся версии перчаток и для текстурированных стен.
Пока что оригинальные перчатки работают только на гладких поверхностях, но команда из Стэнфорда изучает возможность разработки самоочищающейся версии перчаток и для текстурированных стен.
Энергетика и нанотехнологии
Действительно, когда в 2010 году были получены козы, производящие козье молоко, ученые использовали модифицированный вирус для переноса генов. Он не смог повредить клетки, сохранил способность прилипать к ним и доставлять внутрь искусственный аналог гена спидроина. Кстати, полученный полимер стал очень прочным материалом и продвигался компанией Nexia Biotechnologies под маркой BioSteel, но процесс производства не достиг экономически выгодной стоимости и масштабов, поэтому сегодня компания является банкротом. Однако мы отклоняемся.
Фрагменты ДНК, необходимые для синтеза спиндроина, были введены козам на ранней стадии одноклеточного эмбриона. Затем эти гены оказались во всех дочерних клетках сформированного организма, но ученые интегрировали их в те части генома, которые были активны только в клетках, участвующих в образовании грудного молока. Но если мы хотим превратить Питера Паркера в Человека-паука, нам будет гораздо сложнее. Во-первых, целевые гены должны попасть в хромосомы уже взрослого организма, при этом множество клеток должны образовываться одновременно в определенных участках кожи и повсюду, и встраиваться в нужные места.
Теоретически, это может стать возможным благодаря современным технологиям, находящимся на различных стадиях исследований и лабораторных испытаний, а также некоторым идеям, которые остаются темами далекого будущего. В частности, усовершенствованный метод CRISPR / Cas обещает точную интеграцию генов в нужные хромосомные регионы. Специальный набор бактериальных ферментов и РНК используется для расщепления нити ДНК в точно определенных местах. Клеточные ферменты сами немедленно восстанавливают это искусственное повреждение, используя первую попавшуюся «заплатку». Обычно это фрагмент нужного гена с присоединенным к нему белком Cas.
Ретровирусы могут служить транспортным средством для доставки полного набора молекул, как это происходит у коз. Затем нанотехнологии позволяют оснастить оболочку вирусных частиц такими элементами, которые реагируют на магнитные поля, активируя строгую генетическую модификацию в соответствующих взрослых клетках Питера Паркера. Труднее представить, как клетки его кожи и, очевидно, потовые и сальные железы могли быть преобразованы в паукообразные железы гораздо большей сложности и с другими функциями. Однако главной проблемой остается метаболизм.
Как и полет у птиц, яд у змей и мозг у людей, паутина — это очень сложная адаптация, настоящий эволюционный шедевр, обеспечивший успех огромных групп животных. Однако и мозг, и полет, и синтез токсинов, и паутина — очень дорогостоящие адаптации для организма. Эксперименты с родственниками австралийской гадюки показали, что после укуса скорость метаболизма должна быть увеличена почти на 70 процентов, чтобы медленно пополнять запасы белкового яда. Насколько должен быть увеличен метаболизм человека, чтобы произвести сотни метров толстой веревки? Сколько пищи и сколько калорий необходимо? Вся эта логика, кажется, ставит пределы мечтам о настоящем Человеке-пауке.
Волокна полотна очень прочные по сравнению с плотностью нейлона. По мнению некоторых, это связано с тем, что пауки создают его, держась за те же волокна.
Как пауки создают сложную структуру паутины?
Как сообщает Science Alert, ученые из Университета Джона Хопкинса недавно использовали камеры ночного видения и искусственный интеллект для наблюдения за каждой из восьми конечностей паука, когда он плетет свою паутину. По словам исследователя Эндрю Гордуса, во время прогулки с сыном он задумался. Как крошечный мозг паука может плести такие сложные узоры?
Схема расположения мозга паука
В качестве подопытных животных они взяли шесть не ядовитых пауков вида Uloborusdiversus. Они вырастают не более чем на несколько миллиметров и происходят из США. Они использовали инфракрасную камеру, чтобы заснять процесс плетения ткани. Поскольку человеку очень сложно отслеживать движение каждой конечности, они обучили нейронную сеть отслеживать 26 точек: основание тела паука, бедро и голень каждой ноги и тело.
Вид паука Uloborusdiversus.
Оказалось, что каждый паук плетет свою паутину по одному и тому же алгоритму. Нет смысла говорить вам об этом сейчас — я не хочу портить сюрприз. Тот факт, что у пауков одинаковые движения конечностей, означает, что инструкции по изготовлению ловушек заложены в них на генетическом уровне. В будущем ученые хотят узнать, какие именно участки мозга паука активизируются во время плетения паутины.
Видео из Университета Джона Хопкинса
Ссылки на интересные статьи, забавные мемы и много другой интересной информации можно найти на канале Telegram. Подпишитесь!
У некоторых пауков есть опасные враги — жуки-убийцы вида Stenolemus. Недавно ученые узнали, что эти существа очень хитро подходят к паукам и поедают их. Чтобы узнать больше об этом открытии, посмотрите видеоролик на нашем сайте.
С научной точки зрения нереально создать пауков, которые создают людей-пауков, кусая их. Как вариант, это должен быть паук с мини-реактором внутри, который может заряжать атомы клетки и преобразовывать их в ионы.
Как паук производит паутину
Сам процесс очень интересен: он включает в себя создание паука, который может быть использован в качестве инструмента для производства разнообразных пауков. Процесс производства выглядит следующим образом.
- Паук прижимает паутинные бородавки к субстрату.
- Секрет к нему приклеивается.
- Паук при помощи задних ног вытягивает вязкую смесь.
- Продвигаясь, паук вытягивает секрет, и он застывает.
- Животное несколько раз проходит по нити, тем самым укрепляет её.
Использование и функции
Волокна полотна очень прочные по сравнению с плотностью нейлона. По мнению некоторых, это связано с тем, что пауки создают его, держась за те же волокна.
Он обладает интересными функциями:.
- Натяжение. Хоть нити сжимаются, хоть растягиваются, они возвращаются в привычное место.
- Шарнирность. Предмет в паутине можно вращать в одну сторону, а она не перекрутиться и не запутается.
Считается, что основная функция паутины — захват добычи. Хотя это так, у него есть и другие важные функции.
Зацепившись за паутину, добыча паука закрепляется в ней. Затем они часто обматывают свою добычу паутиной.
Самцы могут начать флирт с самкой, потянув за ее ткань, тем самым привлекая ее внимание. Некоторые виды оставляют сперму в тканях для оплодотворения самки.
Яйца также могут расти в паутине. Молодые также растут там в течение некоторого времени.
Водяные пауки строят коконы в воде и оставляют внутри воздух для дыхания. Строители гнезд обклеивают им внутреннюю часть своих домов.
Некоторые виды сплетают свои листья в паутину, которая представляет собой кукол. Когда к ним приближаются хищники, чтобы обмануть их, пауки перемещают их.
Виды паутины
В зависимости от вида паука, конечная паутина приобретает разную форму. Это особая функция.
Обычно имеется три или четыре монтажных винта, которые составляют основу конструкции и соединяются с основанием соединительными дисками. Радиусы сходятся к центру, и спираль создает форму.
Удивительно, но сам паук не связан со своей паутиной и не привязан к ней. Он касается только концов ножек сетки, которые покрыты специальной смазкой.
Круглая форма
Это красивое легкое кружево — смертоносное оружие. Паук сначала строит каркас, затем радиальные волокна к центру и, наконец, спиральные нити.
Эта ловушка настигает добычу, а охотник чувствует ее движение и убегает из засады. Если в сети обнаруживается дыра, паук плетет совершенно новую сеть.
Прочная паутина
Это круглая или подобная структура с большим диаметром. Сети с большим количеством ячеек готовы к ловле более крупной добычи. Здесь есть гамак — сооружение, в котором паук устраивается и ждет добычу. Он устроен как плоский горизонтальный слой, от концов которого начинаются вертикальные ремни для фиксации.
