Products of Caddis-fly Larvae (Trichoptera) Silk Glands as a New Natural Textile Fibre

• Autorzy: Michalak M. , Tszydel M. , Bilska J. , Krucińska I.

Warianty tytułu

PL

Produkt gruczołów przędnych larw chruścików (trichoptera) jako nowy rodzaj naturalnego włókna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Among the invertebrates, some insects are able to produce natural silk fibres which can serve as an alternative to the threads of the spider’s web. The larvae of the caddis-fly make use of a multifunctional silky floss in producing hunting nets and residential tubular structures. Many species of caddis-fly build their capture webs in fast-flowing rivers. Therefore we suggest that such fibres must be strong. However, these webs have been studied and researched previously, taking into consideration the webs’ shape and the geometry of the meshes. This paper presents preliminary results concerning some of the web material’s morphological properties and tensile strength. We investigated the product of silk gland coming from Hydropsyche pellucidula, which is one of the most common caddisflies in Polish lowland rivers. Our researches proved that a cross-section of caddis-fly fibres is circular, with an average diameter of 10 μm. The mean tensile strength of the fibres investigated is 45 cN/tex (5.7⋅109 N/m2), and is comparable to the strength of most spider thread.

PL

Wśród bezkręgowców są owady zdolne produkować oprzęd, mogący stać się alternatywą dla nici pajęczych. Larwy chruściki wykorzystują wielofunkcyjne jedwabne włókna do wytwarzania sieci łownych oraz rurkowatego kształtu konstrukcji mieszkalnych. Wiele gatunków zwykło budować swoje konstrukcje łowne w rzekach o silnym prądzie. To nasuwa przypuszczenia, że włókna chruścikowe muszą być wytrzymałe. Niestety, dotychczasowe badania prowadzone nad oprzędem Trichoptera dotyczyły jedynie kształtu sieci oraz geometrii oczek. Praca niniejsza przedstawia wstępne wyniki dotyczące niektórych parametrów morfologicznych nici chruścikowych oraz ich wytrzymałości. Badany był produkt gruczołów przędnych pochodzący od Hydropsyche pellucidula – jednego z najpospolitszych chruścików, występujących w nizinnych rzekach Polski. Nasze badania wykazały, że włókna chruścikowe charakteryzują się kołowym przekrojem poprzecznym o średniej wartości średnicy około 10 μm. Wytrzymałość oprzędu wyniosła średnio 45 cN/tex (5.7⋅109 N/m2) i jest to wynik porównywalny z wytrzymałością nici pajęczynowych większości pająków.

Słowa kluczowe

EN

natural silk fibers; silk gland; morphological properties; caddis-flies; tensile strength; Hydropsyche pellucidula

PL

naturalne włókna jedwabiu; gruczoł przędny; właściwości morfologiczne; larwy chruścików; wytrzymałość na rozciąganie; Hydropsyche pellucidula

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 13, no. 6 (54)
• Strony: 28--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Michalak M.

• Technical University of Łódź, Department of Textile Marketing and Engineering, ul. Żeromskiego 116, 90-543 Łódź, Poland

autor

Tszydel M.

• Department of Ecology and Vertebrate Zoology, University of Łódź, ul. Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Poland

autor

Bilska J.

• Technical University of Łódź, Department of Textile Marketing and Engineering, ul. Żeromskiego 116, 90-543 Łódź, Poland

autor

Krucińska I.

• Technical University of Łódź, Department of Textile Marketing and Engineering, ul. Żeromskiego 116, 90-543 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Billmeyer, F. W. (1984). Textbook of Polymer Science N. Y., John Wiley & Sons.
• 2. Brickenstein C., 1955. Über den Netzbau der Larve von Neureclipsis Bimaculata L.. Abhandl. Bayer. Acad. Wiss. Mathem. - Naturwiss. Klasse, München, N. F., 69: 1-44.
• 3. Brown S. A., Ruxton G. D., Humphries S. (2004). “Physical Properties of Hydropsyche Siltalai (Trichoptera) Net Silk”. Journal Of The North American Benthological Society: Vol. 23, No. 4, Pp. 771–779.
• 4. Cianficconi F., Bicchierai M. C., Moretti G., 1992. Silk Glands And Silk Weave In Trichopteran Larvae. In: Proc. 7th Int. Symp. On Trichoptera, (Ed.): C. Otto, Bachhuys Pub., Umea, 33-38.
• 5. Edington J. M., Hildrew A. G., 1995. A Revised Key To The Caseless Caddis Larvae Of The British Isles With Notes On Their Ecology. Freshwat. Biol. Assoc., 1-135.
• 6. Fey J. M., Schumacher H., 1978. Zum Einfluss Wechselnder Temperatur auf den Netzbau von Larven der Köcherfliegen - Art. Hydropsyche Pellucidula (Trichoptera, Hydropsychidae). Entomol. Ger., 4: 1-11.
• 7. Gessner W., 1992. Neue Möglichkeiten mit neuen Aramidfasern. Technische Textilien/Technical Textiles, 35: 128-129.
• 8. Gosline, J. M., M. E. Demont, et al. (1986). "The Structure And Properties Of Spider Silk." Endeavour 10(1): 37-43.
• 9. Hickin N. E., 1946. Larvae Of The British Trichoptera. Trans. R. Entomol. Soc., London, 97: 187-212.
• 10. Hildrew A. G., Edington J. M., 1979. Factors Facilitating The Coexistence Of Hydropsychid Caddis Larvae In The Same River System. J. Anim. Ecol., 48: 557-576.
• 11. Kaplan, D. L., S. J. Lombardi, et al. (1991, In Press). ‘Silks: Chemistry, Properties And Genetics.’ In: Biomaterials: Novel Materials From Biological Sources; D. Byrom (Ed.). New York, Stockton Press. 3-53.
• 12. Krucińska I., Zastosowanie Komputerowej Analizy Obrazu Do Oceny Budowy Run Włóknistych. PAN, Łódź, 2000.
• 13. Lepneva S. G., 1964. Fauna ZSSR. Chruściki Tom II, Cz.1, Larwy I Poczwarki Annulipalpia. Wydawnictwo Nauka, 1-562.
• 14. Lepneva S. G., 1971. Fauna of The USSR. Trichoptera 1, Larvae and Pupae of Annulipalpia. Translation from 1964 Russian edition. Jerusalem, Israel Program For Scientific Translations, 1-638.
• 15. Nepomnyashchikh V. A., 1992. The Control of Selection of Particles for Case Building by Larvae of Chaetopteryx Vilosa Fabr. (Trichoptera, Limnephilidae). In: Proc. 7th Int. Symp. On Trichoptera, (Ed.): C. Otto, Bachhuys Pub., Umea, 263-265.
• 16. Nilsen A., 1948. Postembryonic Development and Biology of the Hydroptilidae. A Contribution to the Phylogeny of the Caddis-flies and to the Question of the Origin of the Case-Building Instinct. Det. Kgl. Danske Vidensk. Selskab, Biol. Skrifter, 5: 1-200.
• 17. Petersen R. C. Jr., Petersen B-M., Wallace J. B., 1984. Influence of Velocity and Food Availability on Catchnet Dimensions of Neureclipsis Bimaculata (Trichoptera, Polycentropodidae). Holorc. Ecol., 7: 380-389.
• 18. Philipson G. N., Moorhouse B. H., 1974. Observations on Ventilatory and Net-Spinning Activities of The Larvae of the Genus Hydropsyche Pict. (Trichoptera, Hydropsychidae) Under Experimental Conditions. Freshwat. Biol., 4: 525-533.
• 19. Sattler W., 1958. Beitrage zur Kenntnis von Lebensweise und Körperbau der Larve und Puppe von Hydropsyche Pict. (Trichoptera) mit besonderer Berücksichtigung des Netzbaues. Zeitschr. Morph. Ökol. Tiere 47, 2: 115-192.
• 20. Tachet H., Pierrot J. P., Bournaud M., 1987. Distribution of the Hydropsyche Larva And The Structure of Their Nets. In: Proc. 5th Int. Symp. on Trichoptera, eds. M. Bournaud & H. Tachet, Lyon, France, 293-297.
• 21. Tomaszewski C., 1981. The Principles of Case Building Behavior in Trichoptera. In: Proc. 3rd Int. Symp. on Trichoptera, ed. G.P. Moretti, Junk, The Hague, 365-373.
• 22. Townsend C. R., Hildrew A. G., 1979. Form And Function Of The Prey Catching Net Of Plectrocnemia Conspersa Curt. Larvae (Trichoptera, Polycentropodidae). Oikos 33: 412-418.
• 23. Wesenberg-Lund C., 1911. Biologische Studien über den Netzspinnenden Trichopteren Larven. Int. Rev. Gesamten Hydrobiol. (Biol. Suppl.) 3: 1-64.
• 24. 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.
• 25. Zemlin, J. C. (1968). ‘A Study of the Mechanical Behavior of Spider Silks.’ Natick Ma, U.S. Army Natick Laboratories. Report # 69-29-Cm (Ad 684333).
• 26. http://www.dupont.com/kevlar/whatiskevlar.html.
• 27. http://pajaki.zwierzeta.eurocity.pl.