Aranhas que não tecem boa seda não comem. A produção de aranhas de seda para criar suas teias é a chave para sua sobrevivência - mas as aranhas vivem em muitos lugares diferentes que exigem teias ajustadas para o sucesso local. Os cientistas agora estudaram a cola que torna as teias de aranha tecelãs pegajosas para entender como suas propriedades materiais variam em diferentes condições.

"Descobrir os componentes de proteína pegajosa de colas biológicas abre as portas para determinar como as propriedades do material evoluem", disse a Dra. Nadia Ayoub, da Washington and Lee University, coautora correspondente do estudo publicado na Frontiers in Ecology and Evolution . “Fibras e colas de seda de aranha representam um modelo fantástico para responder a essas perguntas, uma vez que são feitas principalmente de proteínas e as proteínas são codificadas por genes”.

"Sedas e colas de aranha têm um enorme potencial biomimético", acrescentou o Dr. Brent Opell, da Virginia Tech, co-autor correspondente. "As aranhas produzem colas com propriedades impressionantes que teriam aplicações na indústria, na medicina e muito mais."

Cada fio da teia de uma teia de aranha contribui para a captura de alimentos. A teia tem uma estrutura rígida que absorve o impacto da presa, que fica presa por linhas pegajosas até que a aranha possa agarrá-la. Essas linhas são tornadas pegajosas por uma cola aquosa sintetizada em glândulas agregadas. A cola absorve água da atmosfera e deve ser otimizada para obter os melhores resultados de pegajosidade para a umidade local. Mas existem muitas espécies de aranha tecelã vivendo em ambientes diferentes, o que significa que sua cola deve se adaptar a diferentes níveis de umidade.

Para entender como a cola de aranha se adapta, Ayoub e seus colegas se concentraram em duas espécies, Argiope argentata, que vive em ambientes secos; e Argiope trifasciata, que vive em ambientes úmidos. A equipe coletou teias de A. trifasciata na natureza e fez com que as aranhas A. argentata construíssem teias em laboratório. Para garantir que essas teias fossem equivalentes às teias na natureza, os cientistas alimentaram as aranhas com uma dieta comparável à de suas presas habituais e compararam o volume das gotículas de cola com os controles selvagens para garantir que a umidade no laboratório não afetasse as propriedades das gotículas. . Eles então analisaram as proteínas da cola e as propriedades do material das gotículas.

A equipe descobriu que as gotículas das aranhas A. argentata são menores do que as da A. trifasciata e absorvem menos água à medida que a umidade local aumenta. Eles também tinham núcleos de proteína menores, ocupando uma proporção menor do volume da gota, e absorviam menos água da atmosfera. A tenacidade das gotículas de cola para ambas as espécies de aranha é baseada na rigidez do núcleo de proteína das gotículas, e a tenacidade do núcleo de proteína de A. argentata diminuiu à medida que a umidade aumentou. As gotas de cola de fio de A. argentata eram geralmente mais espaçadas e mais pegajosas.

Os cientistas também analisaram as proteínas encontradas nas gotículas de cola para entender como essas diferenças nas propriedades dos materiais surgem das proteínas. Embora as proteínas encontradas fossem semelhantes, elas apareceram em proporções diferentes, e a cola de A. argentata continha os produtos proteicos de quatro genes que não apareciam na cola de A. trifasciata. Essas proteínas extras e uma proporção mais equilibrada de proteínas AgSp1 e AgSp2 podem explicar tanto a maior tenacidade dessa cola quanto sua menor capacidade de absorção de água.

"Apesar das diferenças dramáticas nas propriedades dos materiais, as duas espécies compartilham a maior parte de seus componentes protéicos", disse Opell. "As sequências dessas proteínas também são semelhantes entre as espécies, mas a abundância relativa de proteínas individuais difere. Modificar as proporções de proteínas é provavelmente um mecanismo rápido para ajustar as propriedades materiais de colas biológicas".

"Este estudo examinou apenas duas espécies, então nossas relações propostas entre proteínas e propriedades materiais são limitadas", alertou Ayoub. “No entanto, estamos no processo de documentar componentes de proteínas e propriedades materiais de um conjunto diversificado de espécies, o que permitirá mais poder para detectar os mecanismos de como as proteínas dão origem a propriedades materiais”.