Puuvilla mihin on liitetty hämähäkinseitin tuottoa ohjaava geeni voivat tulevaisuudessa tuottaa raaka-aineita teollisuuden tarpeisiin

Tetragnatha-lajin hämähäkin seittiä puussa Pakistanissa
(Kuva I)

Geenimanipulaatio voi mahdollistaa esimerkiksi puuvillakasvin luomisen, joka tuottaa hämähäkin seittiä teollisuuden tarpeisiin. tämä tapahtuisi siten, että hämähäkinseitin tuotantoa ohjaava geeni siirretään puuvillaan, mikä mahdollistaa sitten luonnon vahvimman materiaalin tuotannon samalla tavoin, kuin miten puuvillaa tuotetaan. Kyseistä materiaalia voidaan käyttää esimerkiksi maailman vahvimpien köysien valmistamiseen, ja noista köysistä voidaan tehdä tulenkestäviä peittämällä ne esimerkiksi asbestimaalilla. 

 Mutta samalla geeenimanipulaation avulla voidaan luoda puolukka, joka tuottaa tyräkkikasvien risiinimyrkkyä, mikä avaa uusia kiehtovia, mutta samalla myös hirvittäviä mahdollisuuksia esimerkiksi tuhoeläinten torjunnan kannalta. Kun puhutaan esimerkiksi siitä, että viljoja suojeltaisiin liittämällä niihin esimerkiksi juuri tyräkkien risiini-myrkyn tuotantoa ohjaava geeni, niin silloin voidaan puhua hybridilajista, joka olisi vaaraksi koko luonnolliselle eliökannalle, koska tuo laji olisi sellainen, että eläimet eivät tunnistaisi sitä vaaralliseksi, ja silloin ne söisivät tuota myrkkyviljaa sekä kuolisivat pois, mikä avaa kauhistuttavia näkymiä siihen, mitä geenimanipulaatio voi tuoda tullessaan.

Mutta jos puhutaan siitä, että tähän kuvittelliseen hybridilajiin siirretään vielä muutamia komponentteja, niin seurauksena saattaisi olla supervilja, joka pelastaisi maailman ihmiset. Eli siihen liitettäisiin geeni, joka ohjaa puiden lakastumista, ja ”pienellä” manipulaatiolla sekä nanotekniikkaa hyödyntämällä voidaan teoriassa luoda tuollainen myrkkyvilja, joka sitten puhdistuu myrkyistä ennen sadonkorjuuta. Tämä kuitenkin on tällä hetkellä puhdasta teoriaa, mutta kuten tiedämme, niin tällainen superlaji voi päästessään vapaaksi luonnossa surmata kokonaisen eläinpopulaation.

Mutta kuten tiedämme, niin tällaista tutkimusta tehdään jatkuvasti ympäri maailmaa, ja biotekniikan sekä genetiikan valvonta on hyvin vaikeaa. Ja ollaan kehittämässä uusia viljoja, joihin on liitetty esimerkiksi speltin eli alkuviljan geenejä, jotta ne tarvitsevat vähemmän hoitoa. Samoin hukkakauraa ja syötävää kauraa ollaan risteytetty keskenään, jotta saadaan pidempää kortta kasvattavaa viljaa, joka nousee rikkakasvien yläpuolelle. Samoin savannien heinän geenejä ollaan varmasti laboratorioissa liitetty viljeltävään vijaan, jotta saadaan aikaan erittäin hyvin kuivassa ilmastossa kasvavia ravintokasveja, ja myös esimerkiksi kaaliin ollaan liitetty tupakan nikotiinia tuottavia geenejä, mutta se mitä varten tuo asia tehtiin, on jäänyt itseltäni hiukan hämäräksi. Jos tuollainen nikotiinia tuottava keräkaali pääsee luontoon, niin se voi siellä aiheuttaa hyvin ikävän tilanteen, jos esimerkiksi perhonen syö sitä ja kuolee.

Perhoset ovat tärkeitä pölyttäjiä, ja jos niiden toukat kuolevat, niin silloin täpahtuu ikäviä asioita. Eli vaikka kaaliperhonen on toukkana tuoheläin, niin toki se sitten aikuisena pölyttää kukkia. Mutta tätä nikotiinikaalia voidaan käyttää ansana, joka surmaa nuo toukat. Kuitenkin tässä sitten pitää aina käyttää harkintaa, että kannattaako tällainen toiminta ollenkaan, ja miettiä sitä millaiset seuraukset tästä sitten on koko ekosysteemille. Mutta kun puhutaan siitä, millaisia mahdollisuuksia kasvien sekä eläinten yhdistämisellä on esimerkiksi teollisuudella, niin mieleeni tulee heti hämähäkki, jonka seitti on maailman vahvinta materiaalia. Kuitenkin tuo eläin on vaikeasti käsiteltävissä myrkyllisyytensä sekä pienen kokonsa takia, ja samalla se tuottaa hyvin vähän seittiä, joten seitistä tehdyt luotiliivit sekä köydet ovat hiukan kalliita.

Joten kannattaa luoda puuvilla, joka tuottaa tuota ainetta. Tietenkin hämähäkinseitin tuotantoon voidaan käyttää sellaisia hämähäkkejä, jotka kehittävät todella paljon seittiä, ja näitä ovat erityisesti eräät kollektiivisesti elävät, valtavia seittimääriä kutovat hämähäkit (Tetragnatha-lajit) , joiden seittiä sitten vain kerätään puista (Kuva I) , ja muuten nuo hämähäkinseitin käsittelyprosessin toimenpiteet ovat samanlaisia kuin puuvillan kudonnassa. Tuosta materiaalista voidaan valmistaa luodinkestäviä liivejä sekä erittäin vahvoja käysiä, joita voidaan käyttää esimerkiksi lentotukialusten pysäytysverkoissa. Tai verkoissa joilla RPV/UCAV-lennokit kerätään talteen operaatioalueillaan. Ja sitten nuo lennokit voidaan lähettää katapultin avulla taas lentoon.

Nuo varusteet voivat olla sähkökäyttöisiä, ja niiden toiminta perustua tavalliseen akkuun, jotka ladataan aurinkopaneelilla tai dieselgeneraattoreista, jos valovoima ei riitä aurinkopaneelien toimintaan. Mutta kun puhutaan siitä, että tuota hämähäkin seittiä pitäisi valmistaa teollisesti yhtä helposti kuin puuvillaa, niin silloin voidaan hämähäkinseitin tuottoa ohjaava geeni siirtää tuohon kasviin, joka tuottaa pääosan vaatteisiin käytettävistä luonnonmateriaaleista. Jos tuo geeni liitetään puuvillakasviin, niin silloin saadaan aikaan hämähäkin seittiä tuottava hybridipuuvilla, jonka avulla voidaan tuottaa tuota erittäin vahvaa materiaalia todella helposti sekä tehokkaasti. Kyseisen menetelmän avulla tuotettu seitti ei ole sen vaikeammin kerättävissä kuin normaali puuvilla, joten tuollaisen tekniikan avulla kyseistä materiaalia voidaan tuottaa teollisesti.


hkimmo.blogspot.fi

Komposiittimateriaalit ihmisen palveluksessa

Bakteerit ovat osa luontoa, ja niiden avulla voidaan tuottaa erilaisia aineita, joista osa tietenkin kelpaa lääkkeeksi. Eli bakteereihin voidaan liittää geenejä, jotka saavat ne tuottamaan lääkeaineita, joiden tuotto muilla keinoin olisi erittäin kallista tai jopa mahdotonta. Esimerkiksi barteereihin voidaan liittää geeni, jolla ne saadaan tuottamaan insuliinia, ja tällä tavoin voidaan teollisen Insuliinin tuotanto siirtää soluviljelmiin, Mutta bakteerien voidaan tuottaa luonnon kovinta materiaalia eli hämähäkin seittiä teollisesti, ja tuolla luonnollisella silkkirihmalla on monia käyttökohteita, eli sen avulla voidaan tehdä äärimmäisen kovia sekä kestäviä köysiä, joiden vetolujuus on äärettömän hyvä.

Ja yksi noiden köysien käyttökohde voisi olla esimerkiksi lentotukialusten pysäytysköydet sekä muut kohteet, joilla köysiltä vaaditaan äärettömän hyvää nykäisyn kestävyyttä. Ja tuon materiaalin päällystäminen keinoaineella kuten nailonilla avaa niille vielä suuremman käyttökohteiden skaalan vaativissa kohteissa  kuten öljynporauslauttojen kiinnipitoköysissä, jossa toki Kevlar on lyömässä itseään läpi. Noita hämähäkin seittirauhasen soluja voidaan viljellä tetrimaljassa, jossa niitä voidaan myös monistaa. 

Eli noista materiaaleista voidaan tehdä myös erityiskovaa raionia, joilla saavutetaan sellaisia vetolujuuksia, johon metalli ei pysty. Mutta noilla luonnonmateriaaleilla voidaan tehdä uuden sukupolven luodinkestäviä liivejä sekä muita iskunkestäviä varusteita, jotka ovat täysin erilaisia, kuin mitä on tähän mennessä totuttu kohtaamaan. Nämä uudet materiaalit tekevät noista uuden sukupolven turvavarusteista hengittäviä, jolloin ne eivät enää hiosta käyttäjäänsä, eivätkä näin ollen aiheuta nestehukkaa niille, jotka joutuvat niitä pitämään yllään. 

Koska nuo materiaalit ovat hengittäviä, voidaan kypärien sisusta tai pinta vuorata niillä, ja tuo kova pinta voidaan päällystää keraamisella levyllä, joka estää lämmön pääsyn tuohon kuitupintaan. Eli hämähäkinseittiä odotellessa voidaan kypärä sisustaa kevlarilla, jonka tehtävä on pysäyttää henkilöä kohti ammuttuja luoteja. Kerroksittaista komposittia käytettäessä saavutetaan parempi luodinkestävyys, kuin pelkkällä yksinkertaisella materiaalilla. Komposiitti voisi olla esimerkiksi titaani- tai keramiikkalevyillä päällystetty monista kevlar-kerroksista tehty liivi tai kypärä. Tuo kerroksittainen rakenne aiheuttaa sen, että kohdatessaan uuden materiaalikerroksen, litistyy luoti tehokkaammin. 

Mutta kammotuimman kemiallisen aseen eli bototoksiinin eli botuliinin tuotanto suoritetaan myös bakteerien avulla. Eli lihaa mädätetään ilmatiiviissä astiassa, jossa sen päälle kaadetaan multaa. Tämän jälkeen anaerobinen toiminta aiheuttaa sen, että bakteeri alkaa tuottaa botoksiinia, mistä käytetään myös nimeä botuliini, joka on oikeastaan maailman voimakkainta tunnettua hermomyrkkyä. Jos tuon hermomyrkyn päälle kaadetaan fosforia, niin syntyy organofosfaattia nimeltään VX. Tuo myrkky on maailman voimakkainta tunnettua ihmisiin vaikuttavaa ainetta. Tuo organofosfaatin valmistus sekä käyttö ovat kemiallisen aseen kieltosopimuksen vastaisia, ja niiden käytöstä saa sotarikossyytteen. Huoneenlämmössä VX on erittäin helposti haihtuva neste, joka menee ihmisen elimistöön pääasiassa ihon lävitse. Se läpäisee NBC suojapuvun  erittäin hyvin, ja kuten muidenkin hermokaasujen kanssa ainoa suojakeino tuota asetta vastaan on erityinen suojelupiikki.