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PlosOne pubblica lo studio "Bioprospecting Finds the Toughest Biological Material: Extraordinary Silk from a Giant Riverine Orb Spider" frutto del lavoro di ricerca svolto tra il marzo 2008 e l'aprile 2010 in due aree forestali, la riserva speciale di Perinet e quella forestale dio Mantadia, del Parco nazionale di Andasibe-Mantadia, nella provincia di Toamasina, nel Madagascar Orientale.
Ingi Agnarsson, del dipartimento di biologia dell'università di Puerto Rico, Matjaž Kuntner, dell'Istituto di biologia dell'Accademia delle scienze della Slovenia, del Dipartimento di biologia e Integrated Bioscience Program dell'università di Akron dell'Ohio, Usa, sono partiti da una constatazione: le tele di ragno sono una combinazione di resistenza ed elasticità, le sete ragno sono estremamente "dure" ma sono anche in grado di assorbire una forte energia cinetica prima della rottura. Secondo i ricercatori, «La seta di ragno è quindi un polimero modello per lo sviluppo di fibre ad alte prestazioni biomimetiche».
Il "forziere" da cui attingere è enorme: attualmente sono descritte oltre 41.000 specie di ragni, la maggior parte delle quali produce diversi tipi di seta. «Così abbiamo a disposizione circa più di 200.000 sete uniche che possa coprire una sorprendente ampiezza di proprietà di materiali - spiegano i ricercatori - Finora, tuttavia, sono state caratterizzate solo le sete di poche decine di specie, la maggior parte scelte a casaccio come organismi modello (Nephila), o semplicemente dai giardini dei ricercatori. Possiamo limitarci al "blindly fishing" nel tentativo di scoprire sete straordinarie? Oppure, gli scienziati potrebbero usare l'ecologia per prevedere quali specie possono filare delle sete che mostrano proprietà e prestazioni eccezionali?».
I tre ricercatori hanno scelto la strada dell'ecologia sul campo ed hanno realizzato una scoperta notevole che potrebbe essere solo il prodromo per altre ancora più eccezionali: «Abbiamo esaminato le proprietà biomeccaniche della seta prodotta dal ragno della corteccia di Darwin malgascio (Caerostris darwini), per il quale avevamo previsto la produzione di una seta eccezionale in base alla sua tela stupefacente». Infatti questa specie di ragno scoperta solo nel 2009 proprio dai tre ricercatori, costruisce una tela gigante globulare che arriva fino a 2,8 m2 sospesa sopra torrenti, fiumi e laghi. Costruisce la rete a substrati su ogni riva del fiume con punti di ancoraggio che arrivano anche fino a 25 metri dal centro della tela. La seta filata da questo ragno del Madagascar deve quindi sopportare forze enormi e presenta una straordinaria combinazione di alta resistenza ed elasticità precedentemente sconosciuta per la seta di ragno: 350 MJ/m3 in media con campioni di seta che raggiungono i 520 MJ/m3, la tela del C. darwini è quindi due volte più "dura" rispetto a qualsiasi seta descritto in precedenza, e assorbe oltre 10 volte più energia cinetica del Kevlar, anche la seta della parte centrale della tela è altrettanto resistente.
I ricercatori spiegano su PlosOne che quindi «Il Caerostris darwini produce il più resistente biomateriale conosciuto. Ipotizziamo che questa "durezza" straordinaria si sia co-evoluta con l'ecologia e l'architettura insolita della tela di questi ragni , diminuendo il rischio di rottura dei fli-ponte e di crollo della tela nel fiume. Questa ipotesi prevede che il rapido cambiamento nelle proprietà del materiale della seta si sia co-verificato attraverso ecological shifts all'interno dei geni e che quindi possa essere testato mediante la combinazione di scienza dei materiali, osservazioni comportamentali e filogenesi. I nostri risultati evidenziano i benefici potenziali delle informazioni sulla storia naturale informati e della bioprospezione per scoprire sete, così come altri materiali, nuove e con eccezionali proprietà che possono servire come modelli di biomimetica».
La ricerca è stata finanziata dall'Agenzia per la ricerca della Slovania, dalla National Geographic Society e dalla National Science Foundation Usa, ma fondi addizionali sono arrivati anche dal sesto programma quadro dell'Ue (Marie Curie International Reintegration Grant). I ricercatori sono però convinti che ci sia ancora molto da fare e da indagare: «Mentre la nostra scoperta rappresenta un importante aumento delle prestazioni note della seta di ragno naturale, crediamo sia possibile, e forse anche probabile, che anche le sete di ragno con le migliori prestazioni rimangano da scoprire. Attualmente sono note sete ragno con un livello di "durezza" di 10 - 520 J/cm3, ma queste rappresentano solo una piccola frazione della diversità filogenetica ed ecologica nota dei ragni».
Inoltre le prove in laboratorio sono state realizzate testando la seta dei ragni con impatti e prede di dimensioni minori di quanto poi si è verificato che accade in natura e probabilmente la tela di un altro ragno, l'Araneus diadematus, potrebbe resistere a tassi di deformazione ancora più alti, mentre la tela del C. darwini contiene probabilmente tipi di seta in grado di sopportare velocità di deformazione incredibilmente elevate e con una resistenza massima ancora più alta di 1000 J/cm3.
Risultati che aprono vasti orizzonti per lo sviluppo delle fibre biomimetiche. Un lavoro che ora, utilizzando le tecniche di bio-prospezione applicate in Madagascar, potrebbe concentrarsi sulla qualità desiderata delle fibre biomimetiche di una particolare specie di ragno che ha le prestazioni massime nelle proprietà richieste, piuttosto che imitando semplicemente le proprietà della specie meglio studiata in laboratorio. I ricercatori sottolineano che «I nostri risultati evidenziano i potenziali vantaggi di utilizzare la conoscenza della biologia del ragno e la bio-prospezione tra le più di 41.000 specie di ragno per scoprire le fibre che presentano performance particolarmente elevate». (greenreport.it)
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