Ця історія була розказана в тисячах коміксів Marvel, в сотнях мультиплікаційних серій і кількох касових блокбастерах про Людину-Павука і його подвиги. Одних тільки ігор про героя було створено не менше півсотні, а зовсім нещодавно відбулася прем’єра гри «Людина-Павук» від студії Insomniac Games, видана в Sony, яка показує глядачам життя і Людини-Павука, і самого Пітера Паркера.
Редакція ПМ
Всесвіт Marvel заснована на фантастичному поданні. У фантастичному світі не обов’язково діють наші закони фізики, тому здібності Людини-Павука не вимагають наукових доказів, хоч вони і базуються на науці і є гіперболізованою версією справжніх наукових фактів. Згідно історії, Пітер Паркер придбав свої здібності через отруту опроміненого павука. Вони наділили його надлюдською спритністю і швидкістю, реакцією і силою, а згодом призвели до розвитку ще більш вражаючих здібностей, включаючи нічний зір та чудовий нюх.
Сила полімерів
Головним достоїнством Людини-Павука, безсумнівно, стала можливість випускати нитки липкою і неймовірно міцною павутини. Якщо ігнорувати опір повітря і вважати «постріл» строго вертикальним, то можна оцінити швидкість вильоту павутинних ниток: v = (2gh), тобто v = (2 * 9,8 м/с2 * 100 м) = 44 м/с, або близько 160 км/год. І хоча це ще менше швидкості кулі або хоча б звуку, енергія, яка для цього потрібно, не може не вражати. Важко уявити, як тіло могло б видобути її без додаткового штучного джерела.
Зате міцність ниток Людини-Павука цілком «наукова»: павукова павутина — один з найбільш міцних полімерів на планеті. Її міцність на розрив становить близько 1000 МПа, а у каркасної нитки павуків Araneus diadematus досягає 2700 МПа. Такий показник не під силу і кращим маркам високовуглецевої сталі. Тому вже 3-міліметровий трос Людини-Павука (беручи її міцність за 1000 МПа) здатний витримати навантаження 7000 Н та впоратися з вантажем масою до 720 кг — або з вагою нормальної людини навіть при сильному прискоренні в падінні.
Павутина павукоподібних виділяється спеціалізованими залозами в задній частині черевця, причому у одного і того ж тварини може бути кілька типів залоз, що створюють павутину з різними властивостями. Але в будь-якому випадку за хімічним складом це особливий білок, дуже близький до білка шовку. Його ланцюжка багаті гліцином (найменшої з амінокислот, вона забезпечує ниткам полімеру гнучкість) і серином (єдиною амінокислотою живих організмів, що містить сірку, яка здатна утворювати додаткові зв’язки, які зміцнюють форму білка). А окремі ділянки білка містять виключно багато третьої амінокислоти, аланіну.
Здавалося б, до чого нам всі ці деталі? Проте саме вони створюють особливу мікроструктуру павутинних білків-спидроинов: аланиновые ділянки утворюють щільно упаковані кристалічні області, а глициновые — аморфні, еластичні зв’язки між ними. Висихаючи на повітрі, вся конструкція зміцнюється і утворює нитка, з якої павук плете частини своєї павутини. Процес це важкий, але все-таки синтез павутини — ще важче. На виробництво спидроинов павуки витрачають так багато ресурсів, що часто самі з’їдають старі та пошкоджені нитки, щоб використовувати їх повторно.
Чужа павутина
Спроби «приручити» павутину і отримувати її в лабораторії, а потім — і в промислових масштабах, не припиняються вже багато десятиліть. За цей час вдалося визначити і виділити з павуків ген спидроина і перенести його в інші організми, так що добувати білковий полімер сьогодні можна не лише із спеціально вирощуваних шовкопрядів або павуків, але і з бактерій кишкової палички, генномодифікованих рослин тютюну та картоплі і навіть з… козячого молока тварин, які несуть ген павукового білка. Головною технічною проблемою у цій галузі залишається, власне, плетіння ниток з цього цінного ресурсу.
Павуки використовують виключно складну систему павутинних залоз: на відміну від того ж молока, від нігтів і волосся, цей матеріал потребує тонкому, навіть ювелірному процесі синтезу. Спидроин повинен виділятися зі строго певною невеликою швидкістю і сплетаться в певний момент, перебуваючи в потрібній стадії затвердіння. Тому залози деяких павуків влаштовані виключно складно, утримуючи кілька окремих резервуарів для послідовного «дозрівання» павутини і її формування. Важко навіть уявити, яким чином Людина-Павук міг би плести її на швидкості 150 км/год, Але от просто синтезувати спидроин людині майбутнього виявиться цілком по силам.
Ні, з укусами нічого подібного генам не передається, чи то звичайне тварина або навіть радіоактивний павук. Навіть сама «наведена» радіація, яка могла зберегтися в укусі павука, який пережив жорстке випромінювання, навряд чи здатна досягти серйозного для нас рівня, — якщо тільки його отрута не складався з чистого плутонію. Та й «мутагенні ферменти» навряд чи надали б Пітеру Паркеру потрібні надздібності. Наскільки відомо, в природі таких не існує: наше тіло, навпаки, веде безперервну боротьбу з випадковими мутаціями, і цілі білкові армії постійно зайняті «ремонтом» пошкодженої ДНК. Придушення роботи цих білків підвищує рівень мутацій, але і в цьому випадку Пітер Паркер, швидше за все, просто померла б від якого-небудь з онкологічних захворювань, якими загрожують випадкові мутації.
Навряд чи можна дістати з укусом і потрібні нам гени спидроиновых білків. Для цього певний фрагмент ДНК має не просто потрапити в організм, але й уникнути атаки імунної системи, при цьому проникнути через мембрану клітини, потім оболонку ядра — і, нарешті, вбудуватися в активний ділянку який-небудь хромосоми. Важко уявити, щоб це сталося випадково — віруси відточують це нехитре вміння мільярди років і незліченну безліч поколінь. Тому саме віруси можуть дати надію на те, що коли-небудь наука перетворить добровольця Паркера у щось на зразок справжньої Людини-Павука.
Енергетика та нанотехнології
Дійсно, в 2010 році, коли були отримані кози, дають молоко з павутинними білками, вчені використовували для переносу генів модифіковані віруси. Здатні завдати клітці шкоди, вони тим не менш зберігали можливість прикріплятися до неї і доставляти всередину штучний аналог гена спидроина. До речі, отриманий таким чином полімер вдалося сплести виключно міцний матеріал, який компанія Nexia Biotechnologies просувала під торговою маркою BioSteel, однак процес виробництва так і не був доведений до економічно виправданою вартості і масштабів, так що сьогодні фірма збанкрутувала. Але ми відволіклися.
Фрагменти ДНК, необхідні для синтезу спидроина, вносилися у кіз ще на стадії одноклітинних ембріонів. Згодом ці гени виявилися у всіх дочірніх клітинах сформованого організму, хоча науковці інтегрували їх у ту ділянку геному, який проявляв активність лише в клітинах, зайнятих синтезом материнського молока. Якщо ж ми хочемо перетворити Пітера Паркера в Людину-Павука, нам доведеться набагато важче. По‑перше, цільовий ген повинен опинитися в хромосомах вже дорослого організму, відразу в безлічі сформувалися клітин на певних ділянках шкіри, і скрізь вбудуватися в потрібну ділянку.
Теоретично це можуть дозволити новітні технології, які зараз проходять різні стадії вивчення і лабораторних випробувань, — плюс деякі ідеї, які залишаються справою далекого майбутнього. Зокрема, точну інтеграцію генів в потрібні ділянки хромосом обіцяє вдосконалений метод CRISPR/Cas. У ньому використовується спеціальний набір бактеріальних ферментів і РНК, які забезпечують внесення розрізів в нитка ДНК в строго визначеному місці. Власні ферменти клітини моментально кидаються лагодити це штучне пошкодження та використовують першу подвернувшееся «латку» — зазвичай вноситься разом з білками Cas фрагмент потрібного людям гена.
Транспорт для доставки всього комплекту молекул можуть забезпечити ретровіруси, як це було зроблено з козами. А нанотехнології дозволять обладнати оболонки вірусних частинок елементами, наприклад, реагують на магнітне поле, щоб активувати генну модифікацію строго в потрібних клітинах дорослого Пітера Паркера. Важче уявити, як з клітин шкіри і, мабуть, потових і сальних залоз можна було б отримати павутинні залози, влаштовані куди більш складно і працюють інакше. Але головною проблемою залишається метаболізм.
Подібно польоту птахів, зміїної отрути або мозку людей павутина — дивно складна адаптація, справжній шедевр еволюції, який забезпечив успіх великій групі тварин. Але і мозок, і політ, і синтез токсинів і павутини — адаптації, вкрай дорогі для організму. Експерименти з австралійськими родичами гадюк показали, що після укусу вони повинні підвищувати рівень свого метаболізму майже на 70% з тим, щоб потроху відновити запас білкового отрути. На скільки ж повинен посилитися метаболізм людини, щоб він синтезував сотні метрів толстого павутинного каната? Скільки йому знадобиться їжі і наскільки калорійна вона повинна бути? Здається, всі ці міркування ставлять межа нашим мріям про справжню Людину-Павука.
Замість післямови
Навіть якщо ми хочемо отримати лише людину, здатну потроху синтезувати павутини, внести до Пітера Паркера ген спидроина буде мало. Ці ж зауваження справедливі і в нашому випадку. Нам доведеться виростити у нього павутинні гланди, забезпечити посиленим метаболізмом, який дасть додаткову швидкість, спритність і баланс — і енергію для синтезу павутини. Навряд чи таке можливо в рамках нашого тіла, і навряд чи коли-небудь подібні експерименти будуть зроблені. Але сама по собі сила павутинних полімерів рано чи пізно обов’язково прийде нам на службу, і ми отримаємо новий дивовижний матеріал для надміцної та легкого одягу, тросів, для медицини і складною оптики. Мабуть, такі вироби будуть виглядати не настільки ефектно, як фантастичний Людина-Павук, але життів вони врятують напевно, не менше.
Віртуальний герой
Офіційний запуск відеоігри «Людина-Павук» відбувся 7 вересня. На відміну від всіх попередніх ігор про Людину-Павука, вона дозволяє не просто перемагати ворогів в образі улюбленого супергероя, і описує не просто один епізод з його супергероїчної життя. Insomniac Games спеціально створили сюжет, який припаде до душі фанатам Людину-Павука.
дивитися ще раз
-
Дівчата і автомобілі: всі рожеві автомобілі «Моделей року» Playboy
11
-
Wilson Combat: найкрасивіші кастомний «гармати»
26
-
Wings For Victory:: британські плакати 1940-х років
6
-
Рекламні плакати автомобільних компаній 1910-1930рр-х
12
-
Плакати авіашоу 1909-1910 років, «предків» МАКСа
6
-
Рекламні фотографії радянських тракторів: «Трактороэкспорт»
10
Гра «Людина -Павук» буде першою в цьому ряду, дозволяючи відчути себе в тілі і самого Пітера Паркера, Людини-Павука, використовуючи всю силу липких і міцних павутинних ниток — і такі нововведення, як паркур і маса дивовижних «фіч», інтегрованих у фантастичний костюм героя (включаючи здатність створювати власні голографічні копії). Дія розгортається у віртуальному Нью-Йорку, у відкритому світі, де гравець не обмежений у рухах і діях, досліджуючи небезпечний і захоплюючий світ всесвіт Людини-Павука.
Thanks!
Our editors are notified.