ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Cheryl Hayashi | Speaker | TED.com
TED2010

Cheryl Hayashi: The magnificence of spider silk

Šeril Hajaši (Cheryl Hayashi): Veličanstvena paukova svila

Filmed:
889,997 views

Šeril Hajaši proučava paukovu svilu, jedan od najjačih prirodnih materijala. Svaka vrsta pauka može da proizvede čak do sedam različitih vrsta svile. Kako to uspevaju? Hajaši objašnjava na nivou DNK - zatim nam prikazuje koliko je ovaj veoma jak i veoma fleksibilan materijal inspirativan.
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:16
I'm here to spreadширити the wordреч about the
0
1000
2000
Želim da vam pokažem
00:18
magnificencevelicanstvenosti of spidersPauci
1
3000
2000
koliko su paukovi veličanstveni
00:20
and how much we can learnучи from them.
2
5000
3000
i koliko od njih možemo da naučimo.
00:23
SpidersPauci are trulyзаиста globalглобално citizensГрађани.
3
8000
2000
Paukovi su stanovnici celog sveta.
00:25
You can find spidersPauci in nearlyскоро
4
10000
2000
Mogu se naći na skoro
00:27
everyсваки terrestrialzemaljsko habitatстаниште.
5
12000
2000
svakom kopnenom staništu.
00:29
This redцрвена dotтачка marksоцене
6
14000
2000
Ova crvena tačka predstavlja
00:31
the Great BasinLavor of NorthSever AmericaAmerika,
7
16000
2000
Veliku Kotlinu u Severnoj Americi,
00:33
and I'm involvedукључени with an alpinealpska biodiversitybiodiverziteta
8
18000
2000
gde sa saradnicima radim na projektu
00:35
projectпројекат there with some collaboratorssaradnici.
9
20000
2000
vezanom za biodiverzitet planina.
00:37
Here'sEvo one of our fieldпоље sitesсајтови,
10
22000
2000
Ovo je jedan od naših terena,
00:39
and just to give you a senseсмисао of perspectiveперспектива,
11
24000
2000
i da biste razumeli koliko je to veliko,
00:41
this little blueПлави smudgerazmazivanje here,
12
26000
2000
ova mala plava fleka
00:43
that's one of my collaboratorssaradnici.
13
28000
2000
je jedan od mojih saradnika.
00:45
This is a ruggedotrcane and barrenјалов landscapeпејзаж,
14
30000
3000
Iako je ovo kamenit i ogoljen predeo,
00:48
yetјош увек there are quiteприлично a fewнеколико spidersPauci here.
15
33000
2000
ovde ima dosta paukova.
00:50
TurningPretvara rockskamenje over revealedotkrivena this crabKraba spiderпаук
16
35000
4000
Ispod kamenja smo otkrili
ovog račjeg pauka
00:54
grapplinghvata u koštac with a beetleбуба.
17
39000
2000
kako se bori sa bubom.
00:56
SpidersPauci are not just everywhereсвуда,
18
41000
3000
Paukovi nisu samo mnogobrojni
00:59
but they're extremelyизузетно diverseразнолика.
19
44000
2000
već i veoma raznoliki.
01:01
There are over 40,000 describedописани speciesврсте
20
46000
3000
Postoji preko 40,000 zabeleženih vrsta
01:04
of spidersPauci.
21
49000
1000
paukova.
01:05
To put that numberброј into perspectiveперспектива,
22
50000
2000
Da biste stekli osećaj koliki je to broj,
01:07
here'sево a graphграф comparingпоредећи the 40,000
23
52000
2000
ovaj grafikon upoređuje 40.000
01:09
speciesврсте of spidersPauci
24
54000
2000
vrsta paukova
01:11
to the 400 speciesврсте of primatesпримати.
25
56000
2000
sa 400 vrsta primata.
01:13
There are two ordersнаруџбе of magnitudeвеличина more
26
58000
2000
Broj paukova je za dva reda veličine
01:15
spidersPauci than primatesпримати.
27
60000
2000
veći od broja primata.
01:17
SpidersPauci are alsoтакође extremelyизузетно oldстари.
28
62000
4000
Paukovi su takođe
veoma star red životinja.
01:21
On the bottomдно here,
29
66000
2000
Ovde dole je
01:23
this is the geologicгеолошки timescaleвреме,
30
68000
2000
geološka vremenska razmera,
01:25
and the numbersбројеви on it indicateиндицирајте millionsмилиони
31
70000
2000
gde brojevi označavaju milione
01:27
of yearsгодине from the presentпоклон, so the zeroнула here,
32
72000
2000
godina unazad od sadašnjosti -
01:29
that would be todayданас.
33
74000
2000
dakle, nula predstavlja danas.
01:31
So what this figureфигура showsпоказује is that spidersPauci
34
76000
3000
Ova slika pokazuje da su paukovi
01:34
dateдатум back to almostскоро 380 millionмилиона yearsгодине.
35
79000
4000
stari gotovo 380 miliona godina.
01:38
To put that into perspectiveперспектива, this redцрвена
36
83000
2000
Uzmite u obzir da je ova crvena
01:40
verticalвертикала barбар here marksоцене the divergenceдивергенција time
37
85000
3000
vertikalna pruga vreme odvajanja
01:43
of humansљуди from chimpanzeesшимпанзе,
38
88000
3000
ljudi od šimpanzi,
01:46
a mereмере sevenседам millionмилиона yearsгодине agoпре.
39
91000
3000
tek pre sedam miliona godina.
01:49
All spidersPauci make silkсвила
40
94000
2000
Svi paukovi proizvode svilu
01:51
at some pointтачка in theirњихова life.
41
96000
2000
u nekom delu svog života.
01:53
MostVećina spidersPauci use copiousobilnim amountsизноси of silkсвила,
42
98000
3000
Većina paukova koristi
obilne količine svile,
01:56
and silkсвила is essentialесенцијално to theirњихова survivalопстанак
43
101000
2000
i svila je neophodna za njihov opstanak
01:58
and reproductionрепродукција.
44
103000
2000
i razmnožavanje.
02:00
Even fossilфосил spidersPauci can make silkсвила,
45
105000
2000
Čak su i praistorijski paukovi
02:02
as we can see from this impressionутисак of
46
107000
2000
pravili svilu, što se vidi iz otiska
02:04
a spinneretspinneret on this fossilфосил spiderпаук.
47
109000
3000
paučinaste bradavice
na ovom fosilu pauka.
02:07
So this meansзначи that bothи једно и друго spidersPauci
48
112000
2000
Ovo znači da i paukovi
02:09
and spiderпаук silkсвила have been around
49
114000
2000
i paukova svila postoje
02:11
for 380 millionмилиона yearsгодине.
50
116000
4000
već 380 miliona godina.
02:16
It doesn't take long from workingрад with spidersPauci
51
121000
3000
Nije potrebno mnogo rada sa paukovima
02:19
to startпочетак noticingпримећујем how essentialесенцијално silkсвила is
52
124000
3000
da bi shvatili od kolikog je značaja svila
02:22
to just about everyсваки aspectаспект of theirњихова life.
53
127000
3000
za gotovo svaki aspekt njihovog života.
02:25
SpidersPauci use silkсвила for manyмноги purposesсврхе, includingукључујући
54
130000
3000
Paukovi koriste svilu za razne stvari,
02:28
the trailingzaostaje safetyбезбедност draglinedragline,
55
133000
2000
za pridržavajuće niti pri kretanju,
02:30
wrappingPrelamanje eggsjaja for reproductionрепродукција,
56
135000
3000
za umotavanje jaja pri razmnožavanju,
02:33
protectiveзаштитни retreatsповлачења
57
138000
2000
za izgradnju skloništa
02:35
and catchingхватање preyплен.
58
140000
2000
i hvatanje plena.
02:37
There are manyмноги kindsврсте of spiderпаук silkсвила.
59
142000
2000
Postoji mnogo vrsta paukove svile.
02:39
For exampleпример, this gardenврт spiderпаук can make
60
144000
3000
Na primer, ovaj baštenski pauk pravi
02:42
sevenседам differentразличит kindsврсте of silkssvila.
61
147000
2000
sedam različitih vrsta svile.
02:44
When you look at this orbkugla webвеб, you're actuallyзаправо
62
149000
2000
Kada se posmatra ova okrugla mreža,
02:46
seeingвиди manyмноги typesврсте of silkсвила fibersвлакна.
63
151000
3000
zapravo se vide
različite vrste svilenih vlakana.
02:49
The frameРам and radiiRadii of this webвеб
64
154000
2000
Okvir i poluprečnici
02:51
is madeмаде up of one typeтип of silkсвила,
65
156000
3000
su napravljeni od jedne vrste,
02:54
while the captureхватање spiralспирала is a compositeкомпозитни
66
159000
2000
dok je spirala za lov mešavina
02:56
of two differentразличит silkssvila:
67
161000
2000
dva različita oblika svile:
02:58
the filamentvlakno and the stickyлепљива dropletкапљице.
68
163000
3000
niti i lepljivih kapljica.
03:01
How does an individualпојединац spiderпаук
69
166000
3000
Kako jedan pauk uspeva
03:04
make so manyмноги kindsврсте of silkсвила?
70
169000
3000
da napravi toliko vrsta svile?
03:07
To answerодговор that, you have to look a lot closerближе
71
172000
2000
Da bi se na to odgovorilo,
moramo da
03:09
at the spinneretspinneret regionрегион of a spiderпаук.
72
174000
2000
izbliza pogledamo paučinaste bradavice.
03:11
So silkсвила comesдолази out of the spinneretsспиннеретс, and for
73
176000
2000
Svila izlazi iz paučinastih bradavica,
03:13
those of us spiderпаук silkсвила biologistsбиолози, this is what
74
178000
2000
i za nas biologe koji
izučavamo paukovu svilu,
03:15
we call the "businessбизнис endкрај" of the spiderпаук. (LaughterSmeh)
75
180000
2000
ovo je cev puške pauka.
(Smeh)
03:17
We spendпотрошити long daysдана ...
76
182000
2000
Provodimo mnoge dane...
03:19
Hey! Don't laughсмех. That's my life.
77
184000
2000
Hej! Ne smejte se. To je moj život.
03:21
(LaughterSmeh)
78
186000
2000
(Smeh)
03:23
We spendпотрошити long daysдана and nightsноћи
79
188000
2000
Provodimo mnoge dane i noći
03:25
staringзурење at this partдео of the spiderпаук.
80
190000
3000
zagledani u ovaj deo pauka.
03:28
And this is what we see.
81
193000
2000
I vidimo sledeće.
03:30
You can see multipleвише fibersвлакна
82
195000
2000
Vidi se kako više vlakana
03:32
comingдолазе out of the spinneretsспиннеретс, because
83
197000
3000
izlazi iz paučinastih bradavica,
03:35
eachсваки spinneretspinneret has manyмноги spigotsиepove on it.
84
200000
3000
jer svaka od njih ima više mlazeva.
03:38
EachSvaki of these silkсвила fibersвлакна exitsizlaze from the spigotslavina,
85
203000
3000
Svaka od ovih svilenih niti
izlazi iz mlaza,
03:41
and if you were to traceтраг the fiberвлакно back
86
206000
2000
i kada bismo pratili nit unazad
03:43
into the spiderпаук, what you would find is that
87
208000
3000
u telo pauka, videli bismo da je
03:46
eachсваки spigotslavina connectsповезује to its ownвластити individualпојединац
88
211000
2000
svaki od ovih mlazeva
povezan sa sopstvenom
03:48
silkсвила glandžlezde. A silkсвила glandžlezde kindкинд of looksизглед like a sacSAC
89
213000
3000
paučinastom žlezdom.
Paučinasta žlezda pomalo liči
03:51
with a lot of silkсвила proteinsпротеини stuckзаглавити insideу.
90
216000
3000
na vreću punu proteina svile.
03:54
So if you ever have the opportunityприлика to dissectsecirati
91
219000
2000
Pa ako ikada budete u prilici da secirate
03:56
an orb-web-weavingkugla-web-tkanje spiderпаук,
92
221000
2000
pauka koji plete kružne mreže,
03:58
and I hopeнадати се you do,
93
223000
2000
a nadam se da ćete biti,
04:00
what you would find is a bountyбоунти
94
225000
3000
pronašli biste obilje
04:03
of beautifulЛепа, translucentпрозирна silkсвила glandsžlezde.
95
228000
3000
divnih, providnih paučinastih žlezda.
04:06
InsideUnutra eachсваки spiderпаук, there are hundredsстотине
96
231000
2000
Unutar svakog pauka postoje stotine
04:08
of silkсвила glandsžlezde, sometimesпонекад thousandsхиљаде.
97
233000
3000
paučinastih žlezda, nekada na hiljade.
04:11
These can be groupedгруписане into sevenседам categoriesкатегорије.
98
236000
3000
Svrstavaju se u sedam kategorija.
04:14
They differразликују се by sizeвеличине, shapeоблик,
99
239000
2000
Razlikuju se po veličini, obliku,
04:16
and sometimesпонекад even colorбоја.
100
241000
2000
ponekad i po boji.
04:18
In an orb-web-weavingkugla-web-tkanje spiderпаук,
101
243000
2000
Kod pauka koji plete kružne mreže
04:20
you can find sevenседам typesврсте of silkсвила glandsžlezde,
102
245000
2000
možete naći sedam
vrsta paučinastih žlezda,
04:22
and what I have depictedприказани here in this pictureслика,
103
247000
2000
i kad pogledamo šta se nalazi na slici,
04:24
let's startпочетак at the one o'clockО'цлоцк positionпозиција,
104
249000
3000
da počnemo sa vrha:
04:27
there's tubuliformtubuliform silkсвила glandsžlezde, whichкоја are used
105
252000
2000
postoje cevaste paučinaste žlezde
04:29
to make the outerспољашњи silkсвила of an eggјаје sacSAC.
106
254000
2000
koje proizvode svilenu opnu za jaje.
04:31
There's the aggregateагрегат and flagelliformflagelliform silkсвила
107
256000
2000
Tu su agregatne i bičaste žlezde
04:33
glandsžlezde whichкоја combineкомбиновати to make the stickyлепљива
108
258000
2000
koje zajedno daju lepljivu spiralu
04:35
captureхватање spiralспирала of an orbkugla webвеб.
109
260000
3000
za lov kod kružne mreže.
04:38
PyriformPyriform silkсвила glandsžlezde make the attachmentприлог
110
263000
2000
Kruškaste paučinaste žlezde prave
04:40
cementцемент -- that's the silkсвила that's used to adherese pridržava
111
265000
3000
cement - to je svila
koja se koristi da zalepi
04:43
silkсвила linesлиније to a substrateсупстрат.
112
268000
3000
niti svile za podlogu.
04:46
There's alsoтакође aciniformaciniform silkсвила,
113
271000
2000
Postoji i svila iz grozdaste žlezde,
04:48
whichкоја is used to wrapзавити preyплен.
114
273000
2000
kojom se obmotava plen.
Od svile iz manje ampulaste žlezde
se pravi mreža.
04:50
MinorMol ampullateampullate silkсвила is used in webвеб constructionконструкција.
115
275000
2000
04:52
And the mostнајвише studiedстудирала silkсвила lineлине
116
277000
2000
I vrsta svile koja se najviše proučava:
04:54
of them all: majorглавни ampullateampullate silkсвила.
117
279000
2000
svila iz veće ampulaste žlezde.
04:56
This is the silkсвила that's used to make the frameРам
118
281000
2000
Ovo je svila od koje se prave okvir
04:58
and radiiRadii of an orbkugla webвеб, and alsoтакође
119
283000
3000
i poluprečnici kružne mreže,
05:01
the safetyбезбедност trailingzaostaje draglinedragline.
120
286000
3000
kao i niti za oslonac pri kretanju.
05:04
But what, exactlyбаш тако, is spiderпаук silkсвила?
121
289000
3000
Ali šta je tačno paukova svila?
05:08
SpiderPauk silkсвила is almostскоро entirelyу потпуности proteinбеланчевина.
122
293000
3000
Paukova svila je gotovo cela od proteina.
05:11
NearlySkoro all of these proteinsпротеини can be explainedобјаснио је
123
296000
2000
Skoro svi ovi proteini potiču
05:13
by a singleједно geneген familyпородица,
124
298000
3000
od jedne grupe gena,
05:16
so this meansзначи that the diversityразноликост of silkсвила typesврсте
125
301000
2000
što znači da i raznolikost vrsta svile
05:18
we see todayданас is encodedkodirana by one geneген familyпородица,
126
303000
5000
koje danas postoje
takođe potiče od jedne grupe gena.
05:23
so presumablyпретпостављам the originalоригинал spiderпаук ancestorpredak
127
308000
3000
Verovatno je prvobitni pauk mrežar
05:26
madeмаде one kindкинд of silkсвила,
128
311000
2000
pravio jednu vrstu svile,
05:28
and over the last 380 millionмилиона yearsгодине,
129
313000
3000
a geni za tu svilu su se
05:31
that one silkсвила geneген has duplicatedduplirana
130
316000
3000
tokom proteklih
380 miliona godina umnožili,
05:34
and then divergedse razdvajaju, specializedспецијализован,
131
319000
3000
razdvojili i specijalizovali,
05:37
over and over and over again, to get
132
322000
3000
i to dosta puta, kako bi nastale
05:40
the largeвелики varietyсорта of flavorsukusi of spiderпаук silkssvila
133
325000
2000
različite vrste svile
05:42
that we have todayданас.
134
327000
3000
koja postoji danas.
05:45
There are severalнеколико featuresКарактеристике that all these silkssvila
135
330000
2000
Postoji nekoliko osobina
05:47
have in commonзаједнички. They all have a commonзаједнички
136
332000
2000
koje sve ove svile dele.
05:49
designдизајн, suchтаква as they're all very long --
137
334000
2000
Sve su sličnog izgleda, dakle sve su
05:51
they're sortврста of outlandishlyidu mnogo long
138
336000
3000
veoma duge - zapravo neobično duge
05:54
comparedУ поређењу to other proteinsпротеини.
139
339000
2000
u poređenju sa drugim proteinima.
05:56
They're very repetitivekoje se ponavljaju, and they're very richбогат
140
341000
3000
Jednolične su građe i veoma bogate
05:59
in the aminoамино acidskiselina glycineglycine and alanineAlanine.
141
344000
3000
amino kiselinama glicinom i alaninom.
06:02
To give you an ideaидеја of what
142
347000
2000
Da biste shvatili kako izgleda
06:04
a spiderпаук silkсвила proteinбеланчевина looksизглед like,
143
349000
2000
protein paukove svile,
06:06
this is a draglinedragline silkсвила proteinбеланчевина,
144
351000
2000
ovo je protein sigurnosne niti svile,
06:08
it's just a portionдео of it,
145
353000
2000
jedan njegov deo,
06:10
from the blackцрн widowudovica spiderпаук.
146
355000
2000
od pauka crne udovice.
06:12
This is the kindкинд of sequenceниз that I love
147
357000
2000
Ovakvu sekvencu volim da
06:14
looking at day and night. (LaughterSmeh)
148
359000
3000
gledam čitav dan.
(Smeh)
06:17
So what you're seeingвиди here is the one letterписмо
149
362000
2000
Prikazana je skraćenica od jednog slova
06:19
abbreviationskraćenica for aminoамино acidskiselina, and I've coloredобојено
150
364000
2000
za aminokiseline, i obojila sam
06:21
in the glycinesglycines with greenзелен,
151
366000
2000
glicine u zeleno,
06:23
and the alaninesalanines in redцрвена, and so
152
368000
2000
a alanine u crveno, tako da
06:25
you can see it's just a lot of G'sSoma. and A'sPetice.
153
370000
3000
vidite mnogo slova G i A.
06:28
You can alsoтакође see that there's a lot of shortкратак
154
373000
3000
Takođe se vidi da ima mnogo kratkih
06:31
sequenceниз motifsmotivi that repeatпонављање over and over
155
376000
3000
sekvenci koje se ponavljaju
iznova i iznova
06:34
and over again, so for exampleпример there's a lot of
156
379000
2000
i iznova, tako da na primer ima mnogo
06:36
what we call polyalaninespolyalanines, or iteratedponovio je A'sPetice,
157
381000
3000
takozvanih polialanina,
ili ponovljenih slova A,
06:39
AAAAAJOЉ MALO, POTTS. There's GGQGGQ. There's GGYGGY.
158
384000
4000
AAAAA. Imamo GGQ. Imamo GGY.
06:43
You can think of these shortкратак motifsmotivi
159
388000
2000
Možete da zamislite da su te
06:45
that repeatпонављање over and over again as wordsречи,
160
390000
3000
kratke sekvence koje se ponavljaju reči,
06:48
and these wordsречи occurпојавити in sentencesrečenice.
161
393000
3000
a te reči stvaraju rečenice.
06:51
So for exampleпример this would be one sentencerečenice,
162
396000
3000
Pa bi na primer ovo bila jedna rečenica,
06:54
and you would get this sortврста of greenзелен regionрегион
163
399000
2000
i dobili biste ovu zelenu oblast
06:56
and the redцрвена polyalaninepolyalanine, that repeatsponavlja
164
401000
2000
i crveni polialanin, koji se ponavlja
06:58
over and over and over again,
165
403000
2000
iznova i iznova i iznova,
07:00
and you can have that hundredsстотине and
166
405000
2000
i to se može desiti
07:02
hundredsстотине and hundredsстотине of timesпута withinу склопу
167
407000
2000
na stotine puta
07:04
an individualпојединац silkсвила moleculeмолекула.
168
409000
2000
unutar pojedinačnog molekula svile.
07:06
SilksSvila madeмаде by the sameисти spiderпаук can have
169
411000
2000
U svilama jednog istog pauka
07:08
dramaticallyдраматично differentразличит repeatпонављање sequencessekvence.
170
413000
3000
mogu da se ponavljaju
izrazito različite sekvence.
07:11
At the topврх of the screenекран, you're seeingвиди
171
416000
3000
Na vrhu ekrana se vidi
07:14
the repeatпонављање unitјединица from the draglinedragline silkсвила
172
419000
3000
jedinica koja se ponavlja
kod sigurnosne niti
07:17
of a gardenврт argiopeargiope spiderпаук.
173
422000
3000
krupnog baštenskog pauka.
07:20
It's shortкратак. And on the bottomдно,
174
425000
2000
Kratka je. I na dnu,
07:22
this is the repeatпонављање sequenceниз for the
175
427000
2000
vidi se sekvenca ponavljanja za omotač
07:24
eggјаје caseслучај, or tubuliformtubuliform silkсвила proteinбеланчевина,
176
429000
2000
za jaja, protein svile cevastih žlezda,
07:26
for the exactтачно sameисти spiderпаук. And you can see
177
431000
3000
kod istog tog pauka. I možete videti
07:29
how dramaticallyдраматично differentразличит
178
434000
2000
koliko su izrazito različiti
07:31
these silkсвила proteinsпротеини are -- so this is
179
436000
3000
ovi proteini svile - dakle ovde se
07:34
sortврста of the beautyлепота of the diversificationdiversifikacija
180
439000
2000
vidi lepota raznolikosti
07:36
of the spiderпаук silkсвила geneген familyпородица.
181
441000
2000
u grupi gena paukove svile.
07:38
You can see that the repeatпонављање unitsјединице differразликују се
182
443000
2000
Vidimo da su
jedinice ponavljanja različite
07:40
in lengthдужина. They alsoтакође differразликују се in sequenceниз.
183
445000
2000
po dužini.
Razlikuju se i redosledi gena.
07:42
So I've coloredобојено in the glycinesglycines again
184
447000
2000
Dakle, ponovo sam obojila glicine
07:44
in greenзелен, alanineAlanine in redцрвена, and the serinesserines,
185
449000
3000
u zeleno, alanine u crveno, a serine,
07:47
the letterписмо S, in purpleљубичаста. And you can see
186
452000
3000
slovo S, u ljubičasto. I vidite da
07:50
that the topврх repeatпонављање unitјединица can be explainedобјаснио је
187
455000
2000
se gotovo cela jedinica ponavljanja
07:52
almostскоро entirelyу потпуности by greenзелен and redцрвена,
188
457000
3000
na vrhu sastoji iz zelene i crvene,
07:55
and the bottomдно repeatпонављање unitјединица has
189
460000
2000
a jedinica ponavljanja na dnu ima
07:57
a substantialзнатан amountизнос of purpleљубичаста.
190
462000
2000
velike količine ljubičastog.
07:59
What silkсвила biologistsбиолози do is we try to relateодносе
191
464000
3000
Biolozi koji proučavaju svilu
pokušavaju da povežu
08:02
these sequencessekvence, these aminoамино acidкиселина
192
467000
2000
ovakve sekvence aminokiselina,
08:04
sequencessekvence, to the mechanicalмеханички propertiesсвојства
193
469000
2000
sa mehaničkim svojstvima
08:06
of the silkсвила fibersвлакна.
194
471000
2000
svilenih vlakana.
08:08
Now, it's really convenientпогодно that spidersPauci use theirњихова silkсвила
195
473000
3000
Pri tom je vrlo zgodno
što pauci koriste svilu
08:11
completelyу потпуности outsideспоља theirњихова bodyтело.
196
476000
2000
potpuno van svojih tela.
08:13
This makesчини testingтестирање spiderпаук silkсвила really, really
197
478000
2000
Ovo znatno olakšava testiranje
08:15
easyлако to do in the laboratoryлабораторија, because
198
480000
2000
u laboratoriji,
08:17
we're actuallyзаправо, you know, testingтестирање it in airваздух
199
482000
3000
jer je testiramo u vazduhu,
08:20
that's exactlyбаш тако the environmentЖивотна средина that
200
485000
2000
dakle tačno u okruženju u kojem
08:22
spidersPauci are usingКористећи theirњихова silkсвила proteinsпротеини.
201
487000
2000
i paukovi koriste svoje proteine svile.
08:24
So this makesчини quantifyingkvantifikuje silkсвила propertiesсвојства by
202
489000
2000
Zbog ovoga je merenje svojstava svile
08:26
methodsметоде suchтаква as tensileзатезна testingтестирање, whichкоја is
203
491000
2000
metodama poput testiranja rastegljivosti-
08:28
basicallyу основи, you know, tuggingvuиe on one endкрај
204
493000
2000
u suštini, tegljenja jednog kraja niti -
08:30
of the fiberвлакно, very amenableаменабле.
205
495000
3000
veoma pristupačnim.
08:33
Here are stress-strainstres naprezanja curvesКриве
206
498000
3000
Ovo su krive odnosa napona i deformacije
08:36
generatedгенерисан by tensileзатезна testingтестирање
207
501000
2000
izvedene iz testiranja rastegljivosti
08:38
fiveпет fibersвлакна madeмаде by the sameисти spiderпаук.
208
503000
3000
pet vlakana koje je napravio isti pauk.
08:41
So what you can see here is that
209
506000
3000
Može se videti da se ovih pet vlakana
08:44
the fiveпет fibersвлакна have differentразличит behaviorsпонашања.
210
509000
3000
ponaša različito.
08:47
SpecificallyPosebno, if you look on the verticalвертикала axisоса,
211
512000
2000
Tačnije, ako pogledate vertikalnu osu,
08:49
that's stressстрес. If you look at the maximumмаксимум
212
514000
3000
to je napon. Ako pogledate
maksimalne vrednosti
napona svih ovih vlakana,
08:52
stressстрес valueвредност for eachсваки of these fibersвлакна,
213
517000
2000
08:54
you can see that there's a lot of variationvarijacija,
214
519000
3000
videćete da se znatno razlikuju,
08:57
and in factчињеница draglinedragline, or majorглавни ampullateampullate silkсвила,
215
522000
3000
i da je sigurnosna nit,
odnosno svila veće ampulaste žlezde
09:00
is the strongestнајјачи of these fibersвлакна.
216
525000
2000
najjača od ovih vlakana.
09:02
We think that's because the draglinedragline silkсвила,
217
527000
3000
Mislimo da je to zato što ova svila,
09:05
whichкоја is used to make the frameРам and radiiRadii
218
530000
3000
od koje se prave okvir
i poluprečnici mreže,
09:08
for a webвеб, needsпотребе to be very strongјак.
219
533000
2000
mora da bude veoma jaka.
09:10
On the other handруку, if you were to look at
220
535000
2000
Sa druge strane, ako biste posmatrali
09:12
strainстраин -- this is how much a fiberвлакно can be
221
537000
2000
deformaciju - koliko nit
može da se istegne -
09:14
extendedпродужено -- if you look at the maximumмаксимум valueвредност
222
539000
2000
ako pogledate maksimalnu vrednost,
09:16
here, again, there's a lot of variationvarijacija
223
541000
3000
vidite da i ovde ima znatnih razlika,
09:19
and the clearјасно winnerпобедник is flagelliformflagelliform,
224
544000
2000
a jasan pobednik je svila bičaste žlezde,
09:21
or the captureхватање spiralспирала filamentvlakno.
225
546000
2000
odnosno vlakna spirale za lov.
09:23
In factчињеница, this flagelliformflagelliform fiberвлакно can
226
548000
2000
U stvari, nit bičaste žlezde može
09:25
actuallyзаправо stretchстретцх over twiceдва пута its originalоригинал lengthдужина.
227
550000
4000
da se izduži dvostruko
od svoje početne dužine.
09:29
So silkсвила fibersвлакна varyварирају in theirњихова strengthснага
228
554000
3000
Dakle, svilena vlakna
se razlikuju po jačini,
09:32
and alsoтакође theirњихова extensibilityproširivosti.
229
557000
2000
kao i po istegljivosti.
09:34
In the caseслучај of the captureхватање spiralспирала,
230
559000
2000
Što se tiče spirale za lov,
09:36
it needsпотребе to be so stretchyrastegljiv to absorbапсорбовати
231
561000
2000
ona mora da bude rastegljiva da bi upila
09:38
the impactутицај of flyingлети preyплен.
232
563000
2000
udarac letećeg plena.
09:40
If it wasn'tније ableу могуцности to stretchстретцх so much, then
233
565000
2000
Kada ne bi mogla toliko da se tegli,
09:42
basicallyу основи when an insectинсект hitхит the webвеб,
234
567000
2000
insekt koji udari u mrežu
09:44
it would just trampolinetrampolini right off of it.
235
569000
2000
bi samo odskočio od nje.
09:46
So if the webвеб was madeмаде entirelyу потпуности out of
236
571000
2000
Kada bi mreža bila napravljena
09:48
draglinedragline silkсвила, an insectинсект is very likelyвероватно to just
237
573000
3000
od sigurnosne svile,
insekt bi najverovatnije samo
09:51
bounceodskok right off. But by havingимати really, really
238
576000
2000
odskočio od nje.
Ali, zbog veoma tegljive spirale za lov,
mreža je u stvari
09:53
stretchyrastegljiv captureхватање spiralспирала silkсвила, the webвеб is actuallyзаправо
239
578000
2000
09:55
ableу могуцности to absorbапсорбовати the impactутицај
240
580000
2000
u stanju da upije udarac
09:57
of that interceptedPresreli preyплен.
241
582000
3000
i zaustavi plen.
10:00
There's quiteприлично a bitмало of variationvarijacija withinу склопу
242
585000
2000
Postoje znatne razlike među nitima
10:02
the fibersвлакна that an individualпојединац spiderпаук can make.
243
587000
3000
koje jedan pauk može da napravi.
10:05
We call that the toolоруђе kitkomplet of a spiderпаук.
244
590000
3000
Za ovo kažemo da je
paukov kofer sa alatom.
10:08
That's what the spiderпаук has
245
593000
2000
Time čime se pauk služi
10:10
to interactИнтерактивно with theirњихова environmentЖивотна средина.
246
595000
2000
kako bi delovao na svet oko sebe.
10:12
But how about variationvarijacija amongмеђу spiderпаук
247
597000
2000
Ali šta se dešava
10:14
speciesврсте, so looking at one typeтип of silkсвила
248
599000
2000
kada istu vrstu svile posmatramo
10:16
and looking at differentразличит speciesврсте of spidersPauci?
249
601000
3000
kod različitih vrsta paukova?
10:19
This is an areaподручје that's largelyу великој мери unexplorednetaknute
250
604000
2000
Ovo je većinom neistražena oblast
10:21
but here'sево a little bitмало of dataподаци I can showсхов you.
251
606000
4000
ali evo nekih podataka
koje mogu da vam pokažem.
10:25
This is the comparisonпоређење of the toughnessжилавост
252
610000
2000
Ovo je poređenje čvrstine
10:27
of the draglinedragline spilkspilk spunOkrenuo
253
612000
2000
sigurnosnih niti
10:29
by 21 speciesврсте of spidersPauci.
254
614000
2000
kod 21 različite vrste paukova.
10:31
Some of them are orb-weavingtkanje kuglu spidersPauci and
255
616000
2000
Neki od njih pletu kružne mreže,
10:33
some of them are non-orb-weavingnon-kugla-tkanje spidersPauci.
256
618000
3000
a drugi ne.
10:36
It's been hypothesizedhipotetički that
257
621000
2000
Pretpostavlja se da bi paukovi
10:38
orb-weavingtkanje kuglu spidersPauci, like this argiopeargiope here,
258
623000
3000
koji pletu kružne mreže,
kao ovaj krupni baštenski pauk,
10:41
should have the toughestнајтеже draglinedragline silkssvila
259
626000
2000
trebali da imaju najjače sigurnosne niti
10:43
because they mustмора interceptpresretanje flyingлети preyплен.
260
628000
3000
jer moraju da ulove leteći plen.
10:46
What you see here on this toughnessжилавост graphграф
261
631000
3000
Na ovom grafikonu jačine se vidi
10:49
is the higherвише the blackцрн dotтачка is on the graphграф,
262
634000
2000
da najviše postavljene crne tačke
10:51
the higherвише the toughnessжилавост.
263
636000
2000
prikazuju najveću jačinu.
10:53
The 21 speciesврсте are indicatednaznačeno here by this
264
638000
3000
Ovo drvo evolucije prikazuje
10:56
phylogenyphylogeny, this evolutionaryеволуционарни treeдрво, that showsпоказује
265
641000
3000
genetski odnos 21 vrste paukova,
10:59
theirњихова geneticгенетски relationshipsвезе, and I've coloredобојено
266
644000
2000
a oni koji pletu kružne mreže
11:01
in yellowжуто the orb-web-weavingkugla-web-tkanje spidersPauci.
267
646000
3000
su obojeni u žuto.
11:04
If you look right here at the two redцрвена arrowsstrelice,
268
649000
3000
Ako pogledate ove dve crvene strelice,
11:07
they pointтачка to the toughnessжилавост valuesвредности
269
652000
3000
one ukazuju na vrednosti jačine
11:10
for the draglinesdraglines of nephilanephila clavipesclavipes and
270
655000
2000
sigurnosnih niti vrste banana-paukova
11:12
araneusaraneus diadematusdiadematus.
271
657000
2000
i paukova krstaša.
11:14
These are the two speciesврсте of spidersPauci
272
659000
2000
To su dve vrste paukova
11:16
for whichкоја the vastогромно majorityвећина of time and moneyновац
273
661000
3000
čije proteine svile
pokušavamo da kopiramo,
11:19
on syntheticсинтетички spiderпаук silkсвила researchистраживање has been
274
664000
3000
i tu nam odlazi najviše novca i vremena
11:22
to replicateреплицирати theirњихова draglinedragline silkсвила proteinsпротеини.
275
667000
3000
prilikom istraživanja paukovih svila.
11:25
YetJoš, theirњихова draglinesdraglines are not the toughestнајтеже.
276
670000
4000
Pa ipak, njihove
sigurnosne niti nisu najjače.
11:29
In factчињеница, the toughestнајтеже draglinedragline in this surveyанкета
277
674000
3000
Zapravo se iz prikupljenih podataka vidi
11:32
is this one right here in this whiteбео regionрегион,
278
677000
3000
da je najjača svila u ovoj beloj oblasti,
11:35
a nonkoje nisu orb-web-weavingkugla-web-tkanje spiderпаук.
279
680000
2000
nit pauka koji ne plete kružne mreže.
11:37
This is the draglinedragline spunOkrenuo by scytodesscytodes,
280
682000
2000
Tu nit je isplela
11:39
the spittingpljuvanje spiderпаук.
281
684000
2000
vrsta pauka pljuvača.
11:41
ScytodesScytodes doesn't use a webвеб at all
282
686000
3000
Ova vrsta prilikom lova
uopšte ne koristi mrežu.
11:44
to catchулов preyплен. InsteadUmesto toga, scytodesscytodes
283
689000
2000
Umesto toga oni
11:46
sortврста of lurksvreba around and waitsčeka for preyплен
284
691000
3000
vrebaju plen iz zasede,
11:49
to get closeБлизу to it, and then immobilizesimmobilizes preyплен
285
694000
3000
čekaju da se približi,
pa ga onesposobe
11:52
by sprayingпрскање a silk-likepoput svile venomotrov ontoна that insectинсект.
286
697000
4000
pljujući otrov u obliku svile na njega.
11:56
Think of huntingлов with sillyглупо stringниз.
287
701000
3000
Zamislite da lovite vunenim koncem.
11:59
That's how scytodesscytodes foragesforages.
288
704000
3000
Tako se hrane paukovi pljuvači.
12:02
We don't really know why scytodesscytodes
289
707000
2000
Nismo sigurni zašto je
paukovima pljuvačima
12:04
needsпотребе suchтаква a toughтоугх draglinedragline,
290
709000
3000
potrebna tako jaka sigurnosna nit,
12:07
but it's unexpectedнеочекивано resultsрезултате like this that make
291
712000
3000
ali ovakvi neočekivani rezultati čine
12:10
bio-prospectingistraћivanje biografiju so excitingузбудљиво and worthwhileвредно.
292
715000
4000
bio-istraživanja tako
uzbudljivim i isplativim.
12:14
It freesoslobađa us from the constraintsограничења
293
719000
2000
To nas oslobađa od ograničenja
12:16
of our imaginationмашту.
294
721000
2000
naše mašte.
12:18
Now I'm going to markмарк on
295
723000
2000
Obeležiću vrednosti
12:20
the toughnessжилавост valuesвредности for nylonнајлон fiberвлакно,
296
725000
3000
čvrstine najlonskih vlakana,
12:23
bombyxBombyx -- or domesticateddomaća silkwormsvilene bube silkсвила --
297
728000
3000
bolbiksa - niti pripitomljene
svilene bube,
12:26
woolвуна, KevlarKevlar, and carbonугљеник fibersвлакна.
298
731000
3000
vune, Kevlara i ugljeničnih vlakana.
12:29
And what you can see is that nearlyскоро
299
734000
2000
Vidi se da je paukova svila
12:31
all the spiderпаук draglinesdraglines surpasspremašiti them.
300
736000
2000
skoro u svakom slučaju jača.
12:33
It's the combinationкомбинација of strengthснага, extensibilityproširivosti
301
738000
4000
Baš ova kombinacija jačine, istegljivosti
12:37
and toughnessжилавост that makesчини spiderпаук silkсвила so
302
742000
3000
i čvrstine čini paukovu svilu posebnom,
12:40
specialпосебан, and that has attractedprivukla je the attentionпажњу
303
745000
3000
i to je skrenulo pažnju
12:43
of biomimeticistsbiomimeticists, so people that turnред
304
748000
3000
biomimetičara, koji nova rešenja problema
12:46
to natureприрода to try to find newново solutionsрешења.
305
751000
3000
prave po ugledu na prirodu.
12:49
And the strengthснага, extensibilityproširivosti and toughnessжилавост
306
754000
3000
Zbog te snage, istegljivosti i čvrstine,
12:52
of spiderпаук silkssvila combinedкомбиновано with the factчињеница that
307
757000
3000
kao i činjenice
12:55
silkssvila do not elicitporiva an immuneимуно responseодговор,
308
760000
3000
da ne nadražuje imuni sistem,
12:58
have attractedprivukla je a lot of interestинтерес in the use
309
763000
3000
paukova svila je pronašla
13:01
of spiderпаук silkssvila in biomedicalbiomedicinskih applicationsапликације,
310
766000
2000
upotrebu u biomedicini,
13:03
for exampleпример, as a componentсаставни део of
311
768000
2000
na primer, pri pravljenju
13:05
artificialвештачки tendonstetive, for servingслужи as
312
770000
3000
veštačkih tetiva,
13:08
guidesvodiči to regrowрегров nervesнерви, and for
313
773000
4000
za navođenje pravca obnove nerava
13:12
scaffoldsskela for tissueткиво growthраст.
314
777000
3000
ili rasta tkiva.
13:15
SpiderPauk silkssvila alsoтакође have a lot of potentialпотенцијал
315
780000
3000
Velik je i potencijal paukovih svila
13:18
for theirњихова anti-ballisticza protiv-raketnu capabilitiesспособности.
316
783000
2000
kao materijala za zaustavljanje metaka.
13:20
SilksSvila could be incorporatedинкорпориран into bodyтело
317
785000
2000
Mogle bi ući u sastav pancira
13:22
and equipmentопрема armorоклоп that would be more
318
787000
3000
za ljude i opremu, te bi on bio
13:25
lightweightлагана and flexibleфлексибилан
319
790000
2000
lakši i savitljiviji
13:27
than any armorоклоп availableдоступан todayданас.
320
792000
3000
od bilo kog koji danas postoji.
13:30
In additionдодатак to these biomimeticbiomimetic
321
795000
3000
Pored ovih
13:33
applicationsапликације of spiderпаук silkssvila,
322
798000
2000
biomimetičkih primena,
13:35
personallyлично, I find studyingстудирање spiderпаук silkssvila
323
800000
4000
meni je samo proučavanje
13:39
just fascinatingфасцинантан in and of itselfсам.
324
804000
3000
paukovih svila strašno zanimljivo.
13:42
I love when I'm in the laboratoryлабораторија,
325
807000
4000
Strašno volim kad mi u laboratoriju
13:46
a newново spiderпаук silkсвила sequenceниз comesдолази in.
326
811000
3000
stigne nova sekvenca.
13:49
That's just the bestнајбоље. (LaughterSmeh)
327
814000
3000
To je stvarno super.
(Smeh)
13:52
It's like the spidersPauci are sharingдељење
328
817000
3000
Kao da paukovi pokušavaju
13:55
an ancientдревни secretтајна with me, and that's why
329
820000
2000
da mi kažu neku drevnu tajnu,
13:57
I'm going to spendпотрошити the restодмор of my life
330
822000
2000
i zbog toga ću do kraja života
13:59
studyingстудирање spiderпаук silkсвила.
331
824000
2000
da proučavam paukovu svilu.
14:01
The nextследећи time you see a spiderпаук webвеб,
332
826000
3000
Molim vas, kad sledeći put
vidite paukovu mrežu,
14:04
please, pauseпауза and look a little closerближе.
333
829000
3000
zastanite i bolje pogledajte.
14:07
You'llCu te be seeingвиди one of the mostнајвише
334
832000
2000
Videćete jedan od najjačih materijala
14:09
high-performancevisokih performansi materialsматеријали knownпознат to man.
335
834000
3000
za koje znamo.
14:12
To borrowпозајмљивати from the writingsspisi
336
837000
2000
Da citiram
14:14
of a spiderпаук namedназван CharlotteCharlotte,
337
839000
3000
pauka zvanog Šarlota:
14:17
silkсвила is terrificSjajno.
338
842000
2000
svila je sjajna.
14:19
Thank you. (ApplauseAplauz)
339
844000
3000
Hvala vam.
(Aplauz)
14:22
(ApplauseAplauz)
340
847000
1000
(Aplauz)
Translated by Aleksandar Kovačević
Reviewed by Mile Živković

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Cheryl Hayashi | Speaker | TED.com