蜘蛛丝启发了人类什么?
人们还是向往真正的蜘蛛丝,可以用来织出各种有特殊用途的织物。
这一次,是生物学家的研究发现给人们带来了希望。19世纪,奥地利僧侣孟德尔种植了22种不同的豌豆,并记录了每种豌豆后代的遗传特征。1866年,孟德尔根据他种豌豆10年的记载,整理发表了一篇关于遗传规律的论文。在他看来,每种生物的后代都从他们的父母、祖父母和其他祖先那里获得了基因信息,所以他们就像他们的父母和祖父母一样...1910.美国生物学家摩根用果蝇做实验,也发现果蝇的后代有遗传现象,遗传规律和孟德尔总结的一样。
那么,决定生物遗传的物质是什么?孟德尔和摩尔根都提出了遗传因素假说,认为遗传信息是由遗传因素决定的。摩根称这种遗传因素为“基因”。
1953年,美国的沃森与英国的克拉克合作,发现遗传基因的物质是一种叫做DNA的双螺旋结构。DNA携带着数以亿计的遗传密码,这些密码传递着遗传信息。只要人们破译了这些密码,就可以按照人的意志获得所需的遗传特征。
1973年,美国科学家在大肠杆菌中重组了一个具有四环素抗性和链霉素抗性的基因,并移植到大肠杆菌中进行复制。结果,获得的新菌株同时具有四环素抗性和链霉素抗性。这是人类第一次按照人类的意志制造新的生物。
1977年,人们将人工合成的脑激素基因移植到大肠杆菌中,结果大肠杆菌不断产生含有脑激素的物质。脑激素是治疗糖尿病的良药。只能从家畜的脑中提取,65438+万只羊脑中只能提取1毫克的脑激素。它不仅价格昂贵,事实上,有几个病人会有幸得到这种药物的治疗。而通过移植脑激素基因,只要有2升大肠杆菌培养液,大肠杆菌就能根据脑激素基因不断繁殖含有脑激素的物质,可提取1毫克脑激素。这样就不用到处找羊脑了,省去了很多繁杂的工作和处理,成本大大降低,价格也不再那么贵。所以可能会有更多的患者及时得到这种脑激素的治疗。
随着基因科学的发展,一门新的学科诞生了,这就是基因工程。只要人们破译DNA的各种密码,把它们切下来,移植到其他生物体内,或者重新组合,人们就可以像在一般工程中那样设计生物,创造出自然界不存在的,而是按照人的意志产生的各种新的生物或生物物质。所以这个新学科也叫生物工程。
现在我们就来说说这门科学对想得到蛛丝的人的启发。它启发了一个叫斯蒂芬的美国人?受到隆巴迪分子生物学家的启发。这位美国马萨诸塞州奈迪克陆军研究实验室的年轻研究员认为,从军事角度来看,蜘蛛丝有很多重要用途,分子生物学为他打开了一个新的思路。他想:既然分子生物学已经发展到这种程度,为什么还要要求蜘蛛产生蛛丝呢?难道不能请其他生物,比如细菌这种容易繁殖且繁殖迅速的生物来帮忙吗?
隆巴迪进行了一系列实验。他从一只名叫织女黄媛的蜘蛛身上分离出一个基因,其中包含了产生蛛丝蛋白的代码。然后把这个基因移植到一个细菌里,让这个细菌有分泌蜘蛛蛋白的能力。隆巴迪用这种蜘蛛丝蛋白拉出了一根4英寸长的蜘蛛丝。
这种由细菌分泌的蜘蛛丝蛋白制成的蜘蛛丝,具有属于真蜘蛛丝的优良特性。其抗拉强度是同粗细钢丝的5倍至10倍;韧性强,可拉伸至原长度的18%而不断裂。而且和蚕丝相比,有蚕丝的质感和手感,但是比蚕丝更结实,比蚕丝更容易染色。
尽管1991美国《华尔街日报》2月26日刊登的消息称,隆巴迪获得的从蜘蛛丝蛋白中提取的蜘蛛丝只有4英寸长,但它给人们带来的希望和产生的兴奋远远超过了4英寸蜘蛛丝的价值,因为这一成果向人们展示了一种全新的、可行的、廉价的大规模生产蜘蛛丝的方法。
这是因为培养细菌比养蜘蛛要容易和简单得多。细菌繁殖快,对生存条件要求简单。这样,人们就把制作蜘蛛丝蛋白的复杂工作留给了细菌来完成,不需要复杂的设备就可以获得源源不断的蜘蛛丝蛋白,然后将这种蜘蛛丝蛋白放入抽丝器中以极快的速度拉出极其精细的蜘蛛丝,然后人们就可以得到各种各样的蜘蛛丝产品。
在美国军方看来,隆巴迪的发明为改善(改革)军用物资带来了光明的前景。他们希望在不久的将来,他们可以用蜘蛛丝来制造又轻又坚固的军用物资。比如织成防弹衣,替代现在使用的凯夫拉尼龙防弹衣;用于制作头盔、降落伞和降落伞绳;制作帐篷、军装、睡袋、床上用品等。,并可能用它们来制造光纤材料。
当然,蜘蛛丝蛋白的出现也向纺织行业和服装商家展示了美好的前景。他们设想这种原料将来可以用来织出漂亮的织物,从而制成高贵的时装、西装和连衣裙、领带和长袜...
如果说以前蜘蛛会为自己的丝在童话里不能被人类使用而感到自豪,那么现在该轮到它们感到惊讶了。他们一定很疑惑:蜘蛛丝生产专利从老祖宗到现在近4亿年都是严格保密的,怎么会在90年代的第一个春天就被人类复制了。