Structure and Physical and Chemical Properties of Fibres from the Fifth Larval Instar of Caddis-Flies of the Species Hydropsyche angustipennis

• Autorzy: Tszydel M. , Sztajnowski S. , Michalak M. , Wrzosek H. , Kowalska S. , Krucińska I. , Lipp-Symonowicz B.

Warianty tytułu

PL

Budowa i właściwości włókien chruścików piątego stadium larwalnego gatunku Hydropsyche angustipennis

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Caddis-flies (Trichoptera) belong to insects closely related to butterflies and, like the latter, have a gift for spinning silky floss. It is an especially attractive ability for modern science as it is looking for new natural materials applicable in human life. The aim of our study was to compare the properties of trichopteran silky floss with those of raw silk and fibres from a cobweb. Knowledge of the chemical composition and structure of these fibres, along with their microand macroscopic features and morphological properties, will allow to assess the usefulness of this material. It is most likely that the product from the silk glands of caddis-flies could be applied in medicine. The material of our investigations came from one of the Trichoptera species Hydropsyche angustipennis. Fibres were taken from live advanced/matured larvae (in the 5th larval instar). The larvae were raised separately in a plastic box, without food and with a systematic water exchange in order to eliminate the influence of contamination by trichopteran excrement. Fibres of the caddis-flies investigated were elements of their web and the lining of the pupal shelter, while the raw silk came from a Bombyx mori cocoon and the spider’s silk from a Tegenaria domestica cobweb. The investigations included identification of the material and the density of the caddis-fly fibres. Additionally, the structure of these fibres was examined by means of IR absorption spectroscopy, and the FTIR method made it possible to confirm the presence or absence of functional groups in the silky floss of various groups of invertebrates. Observations with the use of scanning electron microscopy (SEM) revealed the spatial structure and crosssectional shape of the fibres under investigation.

PL

Chruściki (Trichoptera) są owadami posiadającymi zdolność do produkcji oprzędu w fazie larwalnej, cenną umiejętność zwłaszcza dla współczesnej nauki, która poszukuje materiałów pochodzenia naturalnego. Celem pracy było porównanie właściwości wydzieliny gruczołów przędnych chruścików z jedwabiem klasycznym i pajęczym. Do badań użyto włókien chruścikowych pochodzących z sieci łownych oraz wyściółki domku poczwarkowego (puparium), natomiast jedwab naturalny pochodził z kokonów poczwarkowych jedwabnika Bombyx mori a pajęczyna od pająka Tegenaria domestica. Badania obejmowały rozpoznanie rodzaju tworzywa włókna, wyznaczenie gęstości włókien chruścikowych; dodatkowo przeprowadzono badania budowy chemicznej włókien techniką spektroskopii absorbcyjnej w podczerwieni. Metoda FTIR pozwoliła na porównanie obecności/braku podstawowych grup funkcyjnych znajdujących się w składzie chemicznym oprzędu różnych grup bezkręgowców. Badania z zastosowaniem elektronowej mikroskopii skaningowej SEM pokazały natomiast strukturę przestrzenną włókien oraz kształt przekroju poprzecznego.

Słowa kluczowe

EN

natural fibres; silk; silky floss; caddis flies; hydropsyche; density; solubility; FTIR spectroscopy; SEM

PL

włókno naturalne; jedwab; nić jedwabna; gęstość; rozpuszczalność; spektroskopia FTIR; SEM

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 6 (77)
• Strony: 7--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tszydel M.

• Department of Ecology & Vertebrate Zoology, University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Sztajnowski S.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Michalak M.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Wrzosek H.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Kowalska S.

• Department of Spinning Technology and Yarn Structure, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Krucińska I.

• Center of Advanced Technology Pro Humano Tex, Fibre Physics and Textile Metrology Department, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Lipp-Symonowicz B.

• Department of Physics and Metrology of Textiles, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Nielsen A., 1942. Über die Entwicklung und Biologie der Trichopteren. Arch. Hydrobiol. 17: 255-631.
• 2. Elliott J.M., 1969. Life history and biology of Sericostoma personatum Spence (Trichoptera). Oikos 20: 110-118.
• 3. Moretti G.P., 1983. Tricotteri (Trichoptera). Guide per il riconoscimento delle specie animali delle acque interne italiane, 19. CNR, Verona. 1-155.
• 4. Wichard W., 1978. Die Köcherfiegen (Trichoptera). Die Neue Brehm-Buchererei. Ziemsen Verlag, Wittenberg Lutherstadt, 1-63.
• 5. Mackay R.J., Wiggins G.B., 1979. Ecological diversity in Trichoptera. Annu. Rev. Entomol. 24: 185–208.
• 6. Malicky H., 1973. Trichoptera (Köcherfiegeen). Handbuch der Zoologie 29: 1–114.
• 7. Craig L.C., 2003. Spiderwebs and Silk. Tracing Evolution from Molecules to Genes to Phenotypes. Oxford University Press, 1-230.
• 8. Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives. Edited by Małgorzata M. Jaworska, Monograph,. Volume XII Łódź, 2007 ISSN 1896-5644.
• 9. Austin P. R., Brine C. J., Castle J. E., Zikakis J. P., Chitin: New facts of research, Science 15 May 1981:Vol. 212. no. 4496, 1981.
• 10. Kumar M.N.V.R., A review of chitin and chitosan applications Reactive &Functional Polymers, 46 (2000).
• 11. Wichard W., Schmidt H. H., Wagner R., 1992. The Semi-Permeability of the Pupal Cocoon Of Rhyacophila (Trichoptera: Spicipalpia). In: Proc. 7th Int. Symp. on Trichoptera, ed. C. Otto, Bachhuys Pub., Umeĺ, 33-38.
• 12. Michalak M., Tszydel M., Bilska J., Krucińska I.. „Products of Caddisfy Larvae (Trichoptera) Silk Glands as a New Natural Textile Fibre” Fibres&Textiles in Eastern Europe, Nr 6, 2005 S. 28-32.
• 13. Surma B., Tszydel M., Michalak M. and Student Scientifc Interest Group of Commodity. Caddis larvae natural flaments, Imtex 2007, October 8-9, Łódź, Poland, pp. 138-140 and CD
• 14. Brown S. A., Ruxton G. D., Humphries S., 2004. Physical properties of Hydropsyche siltalai (Trichoptera) net silk. J. N. Am. Benthol. Soc., 23: 771-779.