الخميس، 25 ديسمبر، 2008

خيط العنكبوت ..... من الحقائق العلمية المدهشة



تعد العناكب من الحشرات التي تعيش في اماكن مختلفة من الارض ، ولن نستغرب ان وجدناه في حنايا المنزل وقد صنع شبكته الصغيرة او في اماكن قد يعد الوصول اليها وتنظيفها مسألة تحتاج الى جهد ، كما ان ربات المنازل يقيسون نظافة المنازل بوجود هذه الشباك في الزوايا المنزلية ، وقد سمية هذه الشباك بتسميات محليه مختلفة ، وللوقوف على اصل القصة العنكبوتية فيجب علينا ان نغوص في حنايا الكتب للاطلاع على عالم العناكب .فاسم العنكبوت Spider هو شائع لاكثرمن 34000 نوع وتمتاز العناكب بامتلاكها ثمانية ارجل تتحرك بها بطلاقة ومرونة ، كما تمتلك بعض العناكب غدد سمية في مقدمة فكوكها مغروزة بانيابها ، والعناكب ذات احجام متباينة ، فقسم من انواعها يصل حجمها الى اقل من واحد سنتيمتر، في حين هناك انواع عملاقة الحجم تتواجد في صحاري المملكة العربية السعودية وفي المناطق الغربية من العراق وتسمى Camel spider والتي ارعبت القطعات العسكرية التي تواجدت فيها وهم يروون لاصدقائهم عن عناكب عملاقة تتسلل الى خيامهم وتهاجمهم وقد توضح الصورة حجم بعض من هذه العناكب .
والعنكبوت يشبه جسم المفصليات الاخرى من الناحية التركيبية حيث الرأس والصدر مندمجين cephalothorax ويمثلان القطعة الامامية ويرتبطان بعنق ضيق مع القطعة البطنية الخلفية ،كما يوجد في الرأس اربع ازواج من العيون البسيطة والتي تتوسع عندما تتعقب الحشرات وتتقلص عندما تبدأ بالغزل ، كما توجد في منطقة الفم انياب تفتح الى غدد سمية ، كذلك يوجد زوج من اللواحق التي تحورت الى لوامس ، اما النظام التنفسي فيفتح في منطقة البطن ويسمى الرئات الكتابية نسبة الى تركيبها الذي يشبه اوراق الكتاب وتتكون من انابيب قصيبية لحمل الهواء والتبادل الغازي .اما جهازها الهضمي فقد تكيف بشكل خاص لهضم المواد السائلة وذلك لكونها تقتنص الحشرات وتمتص سوائلها، وتعد العناكب من آكلات اللحوم carnivorous وتتغذى على الفرائس الحية فقط، عبر حقنها بالسم الذي يشل الضحية ، وعلى العموم لايوجد عناكب خطرة على الانسان الا بعض الانواع النادرة التي تسبب عضتها ضيق في التنفس وضعف عام مع اعراض اخرى .
ومن عوائل العناكب الشائعة والمعروفة عناكب الصيد الارضية المعيشة Gnathosidae وعناكب السرطان Thomisidae وعناكب السرطان العملاقة Sparassidae وعناكب النباح Hersiliidaae والعناكب القافزة Salticidae والعناكب الذئبية Lycosidae والعناكب الصفيحية Agelenidae وعناكب الاقدام المشطية Theridiidae اضافة الى عوائل عنكبوتية اخرى مثل Tetragnathidae و Argiopidae ، وكل عائلة من هذه العوائل تضم عدة انواع فمثلاً العناكب القافزة تضم 29 نوع والعائلة السرطانية تضم ستة انواع وهكذا حسب تصنيف العوائل .
خيط العنكبوت
اينما تذهب العناكب فأنها تغزل خيط الحرير خلفها وهذا الخيط له وظائف وحسب الاستخدام وهنا سنتكلم عن الخيط الذي يتعلق به العنكبوت والذي يسمى dragline والضروري لحياة العنكبوت ويعتبر خيط الحياة بالنسبه له ، وهذا الخيط له وظائف ، فمثلاً اذا هدد العنكبوت او احس بالخطر فانه يهرب عبر خيط النجاة هذا الى الارض ليختبئ او يبقى معلق بالهواء حتى يزول الخطر ليعود ثانية الى شبكته .. والعناكب الصيادة تستخدم خيوطها الخاصة لتهبط بها الى الارض من اماكن مرتفعة قياساًً لاحجامها ،وقد تستخدم العناكب هذه الخيوط كجسور تعبر بها المجاري والمسطحات المائية والاماكن الغير اعتيادية كما لها قدرة الانتقال مع خيوطها بواسطة الريح كمضلات شراعية ولمسافات بعيدة جداً .
كما تستطيع العناكب ان تصنع اقراص مخاطية لاصقة attachment discs والتي تعمل كاوتاد صلبه جداً تساعد على لصق الشبكة العنكبوتية في اماكن واسطح مختلفة ، كما يستخدم العنكبوت خيطه لربط ولف الضحايا باغلفة ذات طبقات عديدة لتمنعهم من الهرب ، وهذه الضحايا تتحول فيما بعد الى مخزون غذائي مستقبلي ، وهنا سنتوقف قليلاً لنلقي ضوء على سلوك العنكبوت وقدرته الفائقة في الصيد وخططه المحكمة لتنفيذ ذلك ، وعلى العموم العنكبوت هادئ الطبع لذا هو يستقر لفترات طويلة في فتحات خاصة في شبكته رابضاً مدة من الزمن ، وحينما تهتز الشبكة اهتزازات متواترة تختلف عن اهتزازات الريح لها ، يستلم العنكبوت الاشارة الصحيحة بوقوع حشرة في الشرك ، فيتوجه بسرعة فائقه الى فريسته ليعضها ويبدأ بمصها حتى يجففها تماماً ، والعناكب لا تمضغ أي من جثث الحشرات والفرائس وانما تلفها بخيوطها الحريرية وتتركها في مكان محدد يعد مستودع غذائي مستقبلي لها ، ومن ثم يعود العنكبوت الى موقع اصطياد الحشرة فيصلح أي تمزق حصل في الشبكة .وكل اناث العناكب تنتج نوع ثانٍ من الخيوط الحريرية والتي تغلف به بيضها على شكل كيس حريري يمتاز بعدم نفاذيته للماء ومضاد للصدمات ،
وبعض العناكب تضع بيوضاً يوميه في حين انواع تضع بيوضاً فصلية ، وهناك انواع تضع مئات من البيوض على الاوراق وتحت الصخور وبين الشقوق ، ولكن على العموم بيوض العنكبوت محمية بخيط الحرير ، كما تعد الشبكة العنكبوتية منزل للصغار ترتع بها وتتجول حيث تشاء فيها، وكل نوع من انواع العناكب يبني عش حريري مختلف عن الانواع الاخرى ، وبعض الانواع قد تستفاد من شكل الورقه الملتف في بناء العش الحريري ، وهناك انواع تستفاد من الحفر وتغطيها بخيط الحرير واحياناً يكون العش بقياسات وابعاد متوازنة مركزية النسيج .
كيف تصنع العناكب الحرير
مجموعة العناكب بشكل عام تمتلك سبعة انواع من غدد انتاج الحرير ، ولايوجد أي نوع من العناكب يمتلك السبعة انواع من الغدد ، ولكن كل نوع يمتلك على الاقل ثلاثة انواع من الغدد واغلب العناكب يمتلك خمسة انواع من الغدد ، وكل نوع من انواع الغدد ينتج نوع من الحرير الذي يستخدمه لهدف معين ،فبعض الغدد تنتج حرير سائل يجف حالما يخرج من الغدة في حين نوع اخر ينتج الحرير اللاصق الذي يحتفظ بمواصفات اللصق لمدة طويلة والجدول التالي يبين انواع الغدد .
اسم الغدة
الاستخدام المغزلي
نوع الخيط الحريري
1 - Piriform
المقدمة
للصق الاقراص الحريرية
2 - Ampullate
المقدمة / الوسط
لعمل خيط التعليق والشبكة وتغليف خيط الحرير
3 - Aciniform
الخلفية / الوسط
عمل خيط شرنقة البيض الخارجية
4 - Tubuliform
الخلفية / الوسط
عمل شرنقة البيض
5 – Aggregate
الخلفية
الاجزاء الحلزونية الدبقة من الخيط
6 - Flagelliform
الخلفية
الاجزاء المحورية الدبقة من الخيطوبشكل عام فأن منشأ خيط الحرير انبوب دقيق يخرج من غدد خاصة تسمى المغازل spinnerets وموقعها في نهاية البطن، وهذه الغدد تتألف من زوجين الى ثلاث ازواج من المغازل بالحالة الاعتيادية وهي تشبه الاصبع ، ولو القينا نظرة مجهرية على هذه المغازل لوجدناها تتألف من مئات الانابيب الحرة الحركة وحسب حركة المغزل
كما ان هذه الانابيب مسيطر عليها بصمامات تقفل وتفتح حسب الحاجة وبسيطرة غزل لايستطيع اقوى الحواسيب في العالم ان تسيطر على مغازل انتاجية بهذه الدقة والسيطرة والمدهش انها ممكن ان تعمل منفردة او جماعياً وفق تناغم نسيجي رائع وحسب الواجب الذي سيقوم الخيط به بعد الانتهاء من غزله، ومن هذا فمن الطبيعي ان يتألف خيط الحرير من انواع حريرية سائلة ضمن جديلة الخيط ، والخيط يسحب بتوجيه من اقدام العنكبوت لتلتصق بمواقع يحددها بدقة ، وكلما سحب الخيط بقوة كلما اصبح اقوى متانة وقوة وسماكة.
اما اذا تكلمنا عن غاية استخدام خيط العنكبوت من وجهة نظر الانسان وليس من وجهة نظر العنكبوت نفسه ، فاننا سنجد الشركات الصناعية استفادت من مواصفات خيط العنكبوت بمقاومة الرصاص ....نعم مقاومة الرصاص ، وذلك عبر صناعة صداري خاصة ضد الرصاص .... وربما هناك من يسأل كيف ذلك وهذا الخيط جداً رقيق يتقطع باللمس !
في السابق كانت الشركات والمصانع المجهزة للجيوش تصنع الصداري من الياف تسمى بالكيفلار Kevlar ولكنهم وجدوا ان خيط العنكبوت اصلب من الكيفلار ، والمهندسون والعلماء في البايولجي الجزيئي في مركز بحوث Natick في ماسوشوستس استطاعوا ان يكشفوا اسرار العناكب، والفكرة هي في انتاج خيط مشابه لخيط العنكبوت من كافة نواحيه ، ووجد العلماء ان الكيفلار يتحمل استطالة وقوة اربع مرات قبل ان ينقطع في حين يتحمل خيط العنكبوت 15 مرة قبل ان ينقطع كما ان له قدرة تحمل الطاقة الكامنة في الرصاص دون ان يتهشم وهذه القدرة البالستية تدعم خيط العنكبوت.
والعلماء بحثوا عن احسن العناكب في الانتاج فوجدوا عناكب كبيرة من بنما تنتج 320متر من خيط الحرير في اليوم الواحد ، ثم درسوا مكونات الخيط الحريري فوجدوا انه يتكون من بروتين بسيط وحداته الاساسية ببتيدات مرتبطة مع بعضها البعض لتشكل الياف حريرية ، كما وجدوا ان لا الماء ولا اقوى الحوامض او المذيبات العضوية اوحتى الليثيوم برومايد تذيب خيط العنكبوت، ومن بين الملاحظات عن خيط العنكبوت لمعانه الزجاجي حسب درجة الحرارة ، حيث اذا وصلت درجة الحرارة الى 50 او60 درجة مئوية يصبح اكثر لمعاناً وهي ميزة حرارية اوطأ من أي نوع من انواع البوليمرات المعروفة ، واستمرت البحوث منذ عام 1989 لتطوير طرق انتاج حرير العناكب الا ان استطاعوا ان يهندسوا جينياً كروموسومات الماعز وانتاجه ضمن حليبها ، كما انتج باستخدام البرسيم او انواع اخرى من الكائنات ، وفي نية العلماء حالياً استخدام خيوط العنكبوت عسكرياً في تصنيع كابلات من خيط العنكبوت لايقاف الطائرات على سفن حاملات الطائرات !!
اما من غرائب حياة العناكب فقد وجدت انواع من جنس Nephila له قدرة بناء شبكة قطرها متران ويستطيع ان يلتقط الطيور الصغيره بها، اما في استراليا فقد وجد جنس يسمى Ixeuticus يبني شبكة يصل طولها 3.7متر ، كما أرخ الباحث Masterman في كتابه الذي صدر عام 1888 وجود عناكب يصل طول شبكتها تسعة امتار .
اما قطر خيط العنكبوت فيبلغ 0.003 من المليمتر مقارنة بخيط حرير دودة القز الذي يبلغ قطره 0.03 من المليمتر ، كما يعد خيط العنكبوت اقوى من الفولاذ وله مرونة عالية جداً تصل الى مرتين اكثر من النايلون والمطاط، كما يمتاز بمقاومته لفعالية البكتريا والفطريات ، ووزنه الجزيئي يصل 30000 دالتون ويمتاز بازدياد وزنه الجزيئي حالما يفرز من المغازل ويصل وزنه الجزيئي الى 300000 دالتون ولغاية الان لم تفهم هذه الالية .
ومن عجائب العناكب قدرتها على تحمل الجوع والعطش لفترة طويلة من الزمن، وفي عام 1984 انفجر بركان في جزيرة كراكيتاوا قضى على كل كائن حي فيها ، فزارها العلماء لاول مرة واول حيوان قابلوه كان العنكبوت والجزيرة تبعد 37 كم عن اقرب جزيرة لها.
اما من غرائب بيئتها ، فهناك انواع من العناكب تعيش تحت الماء في فقاعات هوائية تسمى Argyroneta aquatic حيث تستخدم النباتات المائية كمسرح لبناء بيوتها ثم تقتنص فقاعات الهواء باستخدام شعيرات جسمها وتنقلها الى مسكنها المائي ومن ثم تستقر فيها لتتنفس الهواء.وهناك انواع من العناكب تمتلك عيون ضخمة حساسة جداً للضوء وتصطاد ليلاً عبر شباك تشبه الارصفة مع شبكات قنص صغيره تحملها معها وعند مرور الحشرات على هذه الارصفة تسقط شبكاتها الصغيرة عليهم وتقتنصهم .
وتاريخياً استخدمت شباك العنكبوت لتغطية الجروح قبل 2000سنة ، وطبياً استخدمت خيوط العنكبوت جراحياً في خياطة العمليات الجراحية الدقيقة للعيون والدماغ .
وقد ثبت علمياً ان العنكبوت يصلح بيته خلال ساعات اذا تمزق كلياً ويعيد الشبكه الى هيئتها الاولى تماماً، وهذا يقودنا للهجرة النبوية الشريفة حينما التجأ الرسول الكريم محمد (صلى الله عليه وسلم) وصديقه الوفي ابو بكر الصديق (رضي الله عنه) الى احد كهوف جبل ثور واستقر فيه لثلاث ايام وثلاث ليلٍ واعاد العنكبوت بناء بيته الممزق عند دخول الرسول الكريم وصديقه الى الغار، والحادثة تؤكد اكتمال بناء شبكة العنكبوت بعد وصول المشركين الى اطراف فتحة الغار وهو الذي اقنعهم بحيلولة دخول أي انسان الى داخل الغار دون تمزق شبكة عنكبوته، وفي القرآن الكريم سورة تسمى سورة العنكبوت وفيها اشاره الى العنكبوت والى بيتها .
بسم الله الرحمن الرحيم (( مثل الذين اتخذوا من دون الله اولياء كمثل العنكبوت اتخذت بيتاً وان أوهن البيوت لبيت العنكبوت لو كانوا يعلمون (41) )) 


د. اسامة محمد سعيد النعيمي و د. رياض خليل البرهاوي

ليست هناك تعليقات: