Другое объяснение заключается в том, что между ногами паука и липкими каплями нет прямого контакта. Они катаются на волосках ног и легко возвращаются на нити. Что бы ни считали зоологи, факт, что пауки не являются пленниками своих собственных липких ловушек, остается неизменным.
Человек-Паук с научной точки зрения
В начале июля на большой экран вышла очередная головоломка кинематографической вселенной Marvel — «Человек-паук: Возвращение домой» (Spider-Man: Homecoming). Фильм Джона Уоттса является «перезагрузкой» истории Питера Паркера. Впервые в истории адаптаций комиксов Человек-паук — не только злодей, но и подросток, борющийся с юношеской неуверенностью в себе. Все остальное осталось прежним: лазанье по стенам, паутина из рук, сверхспособности, сверхлегкость и бесконечные споры фанатов о том, может ли Человек-паук существовать в реальности. Давайте рассмотрим этот вопрос с научной точки зрения.
Мутация.
В вымышленном мире Питера укусил паук. Через некоторое время мужчина обнаружил свои сверхспособности. Паук был радиоактивным, потому что его яд содержал мутагенные вещества.
С научной точки зрения, радиация, конечно, 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, Паркер скорее всего получит раковые опухоли вместо сверхспособностей. Например, если бы радиация повлияла на «нужные» гены Человека-паука, то для нужного эффекта паук должен был бы укусить Питера с головы до ног.
Ходьба по отвесным стенам
В вымышленном мире Человек-паук с легкостью перемещается по вертикальным стенам. Его липкие конечности помогают ему в этом.
С научной точки зрения: тело Человека-паука должно быть на 40% липким, чтобы быстро передвигаться по отвесным стенам. Изучив гекконов и клещей, которые могут цепляться за поверхности, ученые пришли к выводу, что в реальной жизни Человек-паук может передвигаться по стенам только с помощью своих гигантских ног и рук. Например, супергерой должен был бы носить обувь 145 размера, как рассчитали британские и американские ученые. Непропорционально большие конечности сделали бы Человека-паука неуклюжим. О торговой марке «диковинка» для AlaCrobat не могло быть и речи.
В фильме Человек-паук обладает феноменально острым слухом. Он также чувствует опасность заранее, задолго до того, как она материализуется.
Полимерные силы.
Самым большим преимуществом Человека-паука, пожалуй, является его способность производить липкие, невероятно прочные нити паутины. Если пренебречь сопротивлением воздуха и считать «выстрел» строго вертикальным, то можно оценить скорость нити: v = (2GH), т.е. v = (2 * 9,8 м/с2 * 100 м) = 44 м/с, или около 160 км/ч. Это все равно меньше скорости пули или хотя бы скорости звука, но энергии, которую он занимает, не может не впечатлять. Без дополнительных искусственных источников трудно представить, как организм мог бы его добывать.
Однако прочность нити Человека-паука очень «научная». Паутинка — один из самых прочных полимеров на планете. Его прочность на разрыв составляет около 1000 МПа, а в паучьих каркасных нитях достигает 2700 МПа у diadematus araneus diadematus. Такие параметры невозможны даже при использовании самых высоких марок высокоуглеродистой стали. Поэтому даже 3-миллиметровый «Человек-паук» (принимая прочность за 1000 МПа) выдерживает нагрузку более 7000 н и может справиться с весом до 720 кг, или весом обычного человека. Сильное ускорение падения.
Паутину выделяют специальные железы на спине брюшка, причем у одного и того же животного есть несколько типов желез, которые создают паутину с разными свойствами. Но в любом случае, по химическому составу это особый белок, очень близкий к белкам шелка. Его цепи богаты глицином (самая маленькая из аминокислот, обеспечивает гибкость полимерных нитей) и серином (единственная аминокислота в организме, содержащая серу, которая может образовывать дополнительные связи, укрепляющие форму белка). Некоторые участки белка содержат очень большое количество третьей аминокислоты — аланина.
Зачем нам все эти подробности? Но они создают особую микроструктуру паутинного белка. Молекулы аланина образуют плотно упакованные кристаллические области, а молекулы глицина — аморфные эластичные связи между ними. При сушке на воздухе вся структура затвердевает, образуя нити, из которых паук плетет части своей паутины. Этот процесс непростой, но все же делает интеграцию паутины еще более сложной. Пауки тратят так много ресурсов на производство паутины, что часто поедают старые и поврежденные нити, чтобы использовать их повторно.
Чужие паутины.
Попытки «приручить» паутину и получить ее в лабораторных, а затем и в промышленных масштабах не прекращаются уже несколько десятилетий. За это время удалось идентифицировать и выделить из пауков гены, которые затем могли быть переданы другим организмам, так что сегодня белковые полимеры можно извлекать не только из специально выращенных шелкопрядов и пауков, но и из бактерий кишечной палочки. Модифицированные растения табака и картофеля, и даже из козьего молока животных, несущих гены паучьего белка. Основной технической проблемой в этой области остается собственно плетение нитей из этого ценного ресурса.
Пауки используют очень сложную систему паутинных желез. В отличие от того же молока, ногтей и волос, этот материал требует деликатного, похожего на драгоценные камни синтетического процесса. Спидроин должен выделяться с небольшой, строго определенной скоростью, сплетаться в определенный момент и на правильной стадии затвердевания. Поэтому железы некоторых пауков устроены очень хитро и содержат несколько отдельных резервуаров для непрерывного «созревания» паутины и ее формирования. Трудно представить, как Человек-паук мог плестись со скоростью 150 км/ч. Но человек будущего сможет синтезировать спидроины.
Ни одно существо, будь то обычное животное или радиоактивный паук, не является генетически заразным при укусе. Сама «наведенная» радиация, даже та, которая может сохраниться в укусе паука, пережившего жесткое облучение, вряд ли может достичь достаточно серьезных для нас уровней, если только она не состоит из чистого плутония. И маловероятно, что «мутагенные ферменты» дали Питеру Паркеру суперсилу, в которой он нуждался. Насколько нам известно, по сути, ничего подобного. Напротив, наш организм постоянно борется со случайными мутациями, и целые армии белков постоянно заняты «ремонтом» поврежденной ДНК. Подавление этих белков увеличивает частоту мутаций, но все равно Питер Паркер, скорее всего, умрет от одного из видов рака, который полон случайных мутаций.
Также маловероятно, что ген белка спидроина нуждается в способности жевать. Чтобы это произошло, определенный участок ДНК должен не только попасть в организм, но и избежать атаки иммунной системы, проникнуть через клеточную мембрану, затем через мембрану ядра и, наконец, встроиться в активный центр хромосомы. Трудно представить, что это произошло случайно — вирусы совершенствовали эту интеллектуальную способность на протяжении миллиардов лет и бесчисленных поколений. Поэтому именно вирусы позволяют науке надеяться на то, что однажды добровольцы Паркера превратятся в нечто похожее на настоящего Человека-паука.
Энергетика и нанотехнологии
Действительно, в 2010 году, когда козы производили Spider Protein Milk, ученые использовали модифицированный ген для переноса гена. Однако, хотя они не могли причинить вред клетке, они сохраняли способность прикрепляться к ней и поставлять искусственные аналоги гена спидроина внутри нее. Кстати, возникшие таким образом полимеры превратились в очень прочный материал, и компания продвинула Nexia Biotechnology с продуктом из биостали, но процесс производства не достиг финансово устойчивой стоимости и масштаба, и поэтому компания стала тем, чем она является сегодня. Банкротство. Однако мы отклонились.
Участки ДНК, необходимые для синтеза спиндринов, уже были введены козам при помощи фетального стадиона. Впоследствии эти гены перешли во все дочерние клетки сформировавшегося организма, но ученые включили их в участок генома, который активен только в клетках, участвующих в образовании грудного молока. Однако если мы хотим превратить Питера Паркера в Человека-паука, нам будет гораздо сложнее. Во-первых, целевой ген должен оказаться в большом количестве сформированных клеток, в то же время уже в хромосомах взрослого организма, встроенных в определенные участки кожи и везде, в правильном положении.
Теоретически это может быть разрешено с помощью новейших технологий, находящихся в настоящее время на различных стадиях исследований и клинических испытаний, а также с помощью некоторых идей, которые продолжают оставаться проблемой в отдаленном будущем. В частности, усовершенствованные методы CRISPR/CAS обещают точно интегрировать гены в соответствующие хромосомные регионы. С помощью специального набора бактериальных ферментов и РНК в нити ДНК делаются надрезы в точно определенных местах. Клеточный фермент сам немедленно восстанавливает это искусственное повреждение, используя первую попавшуюся «заплатку» — обычно фрагмент гена, депонированного с белком CAS.
Ретровирусы могут обеспечить транспорт для полной доставки всех молекул, как это происходит у коз. Нанотехнологии позволяют Питеру Паркеру оснащать свои оболочки вирусных частиц такими элементами, как элементы, реагирующие на магнитные поля, чтобы активировать строго генетическую модификацию в соответствующих взрослых клетках. Трудно представить, как клетки его кожи, а также, по-видимому, потовые и сальные железы Они могут быть преобразованы в угловые железы, которые гораздо сложнее и функционируют по-другому. Однако главной проблемой остается метаболизм.
Как и полет у птиц, яд у змей и мозг у людей, паутина — это удивительно сложная адаптация, настоящий эволюционный шедевр, обеспечивший успех огромной группе 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 мечте настоящего Человека-паука.
Обычно имеется три или четыре опорные нити, которые образуют основу конструкции и соединяются с основанием при помощи соединительного диска. Радиусы сходятся к центру, а спирали создают форму.
Ударная паутина
Первый гаджет, который можно разблокировать в ходе игры, — это шоковая паутина. Подумайте об этом как о выстреле из ружья по обычной паутине. Это более мощный инструмент для атаки врагов. Перед модернизацией этого гаджета можно два-три раза выстрелить в него перед зарядкой. Однако он не может работать непрерывно, даже после обновления.
После финального обновления шоковая паутина будет распространяться на других врагов, с которыми цель вступает в контакт. Если вы боретесь с поднятым большим пальцем, используйте этот инструмент, чтобы опустить большой палец вниз, как в кегельбане. Побежденных врагов также можно использовать для захвата или нападения на других бандитов.
Электропаутина
С точки зрения тактики, паук является одним из самых полезных и простых для понимания гаджетов. Как и дрон-паук, электрический паук может обездвиживать врагов, но вы сами выбираете цель.
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).
Паутинная бомба
Как и электрическая бомба-паук, бомба-паук идеально подходит для масштабных боевых действий (при взрыве распространяется паутина, ограничивающая всех врагов в зоне поражения). Здесь есть несколько преимуществ. В отличие от паучьих бомб, вам не нужно стрелять во врага на поражение. Просто направьте бомбу на окружение, и она взорвется через несколько секунд.
Самое главное, что для борьбы с врагами, связанными паутиной, доступно множество умений (и гораздо меньше для того, чтобы просто обездвижить их). Правильно брошенные бомбы-пауки оставляют беззащитными многих врагов. Модификации обеспечивают дополнительные ракеты и увеличенный радиус взрыва.
