Чудо или законы физики? Как Человек-паук летает по Манхэттену. Как устроен Человек-Паук и могут ли в будущем появиться сверхлюди? Реально ли стать человеком пауком

В начале июля на большие экраны вышла очередная часть паззла киновселенной Marvel – «Человек-Паук: Возвращение домой». Фильм Джона Уоттса – это «перезагрузка» истории о Питере Паркере. Впервые в истории экранизации комикса Спайдермен – подросток, который борется не только со злодеями, но и с юношеской неуверенностью. Все остальное осталось прежним: лазанье по стенам, паутина из рук, сверхсила и сверхслух, а также бесконечные споры фанатов о том, может ли существовать Человек-Паук в реальности. Давайте посмотрим на этот вопрос с точки зрения науки.

Мутация

В вымышленном мире: Питера укусил паук. Спустя короткое время парень открыл в себе сверхспособности. Потому что паук был радиоактивным и в его яде содержались мутагенные вещества.

С точки зрения науки: радиация, конечно, может изменить ДНК, но, во-первых, не обязательно распространится на все клетки, во-вторых, невозможно предсказать, на какой из 20 тысяч генов она подействует. Мутация – многоступенчатый процесс, оттого и медленный. Потому вместо суперсилы Паркер с большей вероятностью заполучил бы раковую опухоль. Если же, допустим, радиация повлияла на «нужные» для Спайдермена гены, то для должного эффекта пауки должны были бы искусать Питера с ног до головы.

Хождение по отвесным стенам

В вымышленном мире: Спайдермен легко передвигается по вертикальным стенам. В этом ему помогают липкие конечности.

С точки зрения науки: чтобы быстро перемещаться по отвесным стенам, тело Человека-Паука на 40% должно быть липким. Ученые, изучив гекконов и клещей, которые умеют цепляться за поверхности, пришли к выводу, что в реальной жизни Спайдермен смог бы передвигаться по стенам, только имея огромные ступни и руки. Например, супергерою пришлось бы носить обувь 145 размера,– как высчитали британские и американские ученые. Непропорционально огромные конечности делали бы Спайдермена неуклюжим. О фирменных «примочках» а-ля акробат и речи бы не было.

Паутина

В вымышленном мире: Спайдермен выстреливает паутиной далеко вперед, останавливает с ее помощью поезда и летает на ней над городом.

С точки зрения науки: теми умениями, которые получил Питер Паркер после мутации, не обладают даже киношные пауки, в чем можно убедиться, посмотрев тематические фильмы . Что уже говорить про пауков в природе! Способность поднимать тяжести в 20 тонн – это не шутки. Ученые доказали, что если бы Человек-Паук существовал в реальности, то ему пришлось бы плести паутину толщиной с кабель – только так она могла бы справиться с теми огромными нагрузками, что придумали создатели комиксов. Толщина паутины, которую плетет паук в природе, измеряется микронами. Паутина представляет собой опасность только для насекомых, которые попадают в сеть. Вызывает вопросы и умение Спайдермена синтезировать большое количество паутины: с точки зрения науки, для этого нужны гигантские железы. А вот то, что пауки умеют стрелять паутиной на большие расстояние – правда. Семь лет назад на Мадагаскаре были обнаружены пауки Дарвина, которые стреляют паутиной на 25 метров, и при этом всегда попадают точно в цель.

4. «Паучье чутье»

В фильме: Человек-Паук обладает феноменально острым слухом. А еще он заблаговременно чувствует опасность – задолго до того, как она становится осязаемой.

С точки зрения науки: до недавних пор «паучье чутье» считалось выдумкой – такой себе миф, придуманный специально под Спайдермена. Однако пару лет назад американские ученые выяснили, что пауки-скакуны обладают уникальной способностью слышать низкочастотные звуки в радиусе пяти метров. Такому умению членистоногие обязаны чувствительности волосков, расположенных на лапах. Эта «суперспособность» позволяет скакунам предугадывать опасность – приближение ос-наездниц, которые откладывают в пауках яйца. Слух скакунов «настроен» на частоте вибрации крыльев ос. Возможно, именно такой паук укусил молодого Паркера? Хотя если феноменальный слух требует специальных объяснений, то «чутье» опасности можно списать на хорошо развитую интуицию.

Лавры отважного супергероя, покоряющего нью-йоркские небоскребы, не дают покоя большей части мужского населения планеты. Ученые приблизили потенциальных спасителей человечества к исполнению заветной мечты.

Изучение способностей пауков и ящериц дало возможность исследователям заявить о реальности создания костюма, который наделяет его владельца способностями . Карабкаться по отвесным стенам, свисать с крыши вверх тормашками и удерживаться на полированном стекле ящерицам помогают миллиарды волосков, расположенных на поверхности их лап. Исследования, проведенные еще в 2002 г. в Штатах, показали, что в структуре этих волосков действует слабое притяжение между молекулами, называемое также силами Ван дер Ваальса. Кумулятивная энергия, накопленная благодаря притяжению, дает возможность прилипать практически к любой поверхности. Немаловажную роль, кроме того, играет способность ящериц и пауков удерживать вес, в сотни раз превышающий их собственный, что дает им возможность без труда находиться на вертикальной поверхности длительное время.

Профессор Николь Пуньо из Политехнического института Турина, принимающий деятельное участие в разработке уникального костюма, заявил, что эта энергия может быть использована и для того, чтобы поддерживать вес взрослого человека. Сила притяжения в данном случае должна в 200 раз превышать данные геккона. Также не стоит забывать о том, что чем больше липучая площадь, тем меньше ее эффективность. Так, перчатка, покрытая волосиками ящерицы, будет значительно менее действенна, чем лапка геккона.

Здесь на помощь ученым пришли нанотехнологии. Ведь если сделать липучую структуру сильнее, это обнулит эффект размера, а карбоновые трубки, которые должны стать альтернативой натуральным волоскам, способны вырабатывать значительно большую силу притяжения.

Однако Пуньо отметил, что это лишь теория, и ученым предстоит долгий путь до создания первого опытного образца. Дело в том, что суперкостюм должен обладать тремя свойствами. Первое из них, конечно же, липучесть. Второе - способность быстро отлипать от поверхности для следующего шага. Ну и в третьих, должна иметься способность самоочищения. Ведь частицы грязи значительно осложняют "жизнь" миниатюрным структурам, создающим эффект липучести. Для этого костюм просто обязан быть, по выражению Пуньо, суперводоотталкивающим. Проблема в том, что все эти качества противоречат друг другу. А главной нерешенной задачей остается то, что человеческие мускулы элементарно не позволят долгое время удерживаться, к примеру на крыше небоскреба. Однако светила науки не отчаиваются, ведь пауки и ящерицы изо дня в день демонстрируют, что создание костюма Человека-Паука - это реальность.

Остается лишь найти ему достойное применение. Хотелось бы верить, что космонавтам и мойщикам окон чудо-костюм пригодится гораздо больше, чем военным.

На чтение 3 мин. Просмотров 3.8k. Опубликовано 24 апреля, 2014

Как стать человеком пауком

Различные комиксы и мультсериалы, фильмы о людях с супер-силой всегда вызывают огромный интерес, любовь со стороны многочисленных поклонников. И одним из таких популярных и любимых героев является именно человек-паук. Сейчас многих заинтересовало, как стать человеком-пауком. В этой статье мы детально остановимся на данном вопросе.

Как стать человеком-пауком. Чтобы стать человеком-пауком вовсе не обязательно бегать по различным радиоактивным заводам, искать там пауков, которые вас кусать будут. Что же необходимо для этого? Как стать человеком-пауком? Во-первых, у вас должен быть очень яркий костюм и скрытая внешность. Многие, в первую очередь, человека-паука помнят именно по его костюму.

Чтобы сделать такой костюм, вам необходимо будет взять специальную ткань. В оригинале это должен быть костюм из латекса. Можно также взять любую синтетическую ткань красного и синего цвета. Это и будет основа костюма. Белый и черный цвета будут знаком паука на спине и груди.

Как стать человеком-пауком в реальной жизни.

Конечно же, это задача не из простых. Однако, мы попробуем разобраться с тем, как стать человеком-пауком в реальной жизни. Как известно, человек-паук всегда прятал от всех свою личность. Поэтому нужно будет постараться сделать все, чтобы как можно меньше людей знало о том, под какой маской скрываетесь вы.

Как стать человеком пауком по настоящему

Чтобы стать человеком-пауком, нужно также быть незаметным и скрытным. У вас также должна быть ловкость и паучья сила. Многие помнят, что спайдер-мен обладал богатырской силой, отличной ловкостью. Вообще, стать таким может абсолютно любой здоровый человек. Но для этого необходимо заниматься спортом. Чтобы увеличить свои силы, походить можно в тренажерный зал. Ловкость же можно неплохо развить и с помощью разнообразных подвижных спортивных игр. Также можно научиться одному из видов рукопашного боя. Это могут быть смешанные типы единоборств, ведь они считаются более универсальными.

Как стать человеком-пауком? Что для этого необходимо делать еще? Конечно же, человек-паук должен защищать беззащитных людей. Он также должен быть выносливым. Значительных успехов в этом деле добиться можно, занимаясь лыжами, бегом, плаванием.

И не нужно забывать, что человеку-пауку понадобится и умение лазать по стенам, крышам. Научиться этому, конечно же, будет крайне сложно. Чтобы уметь быстро, ловко передвигаться по стенам и крышам, необходимо вам будет изучить основы паркура, альпинизма. Но для быстрых и уверенных передвижений вам, в принципе, будет мало только одних основ. Вам нужно будет стать профессионалом в паркуре. Также вам необходимо будет разбираться в альпинистском снаряжении.

Что еще необходимо? Как стать человеком-пауком? Конечно же, необходимо иметь интеллект, паучье чутье. У человека-паука должна быть отличная интуиция. Чтобы стать человеком-пауком, необходимо обладать знаниями в области химии, биологии, физики. Кроме всего этого нужно развивать и общий уровень мышления. И помните, все у вас получится, если вы приложите немного усилий.

Вселенная Marvel основана на фантастическом представлении. В фантастическом мире не обязательно действуют наши законы физики, поэтому способности Человека-Паука не требуют научных доказательств, хоть они и базируются на науке и являются гиперболизированной версией настоящих научных фактов. Согласно истории, Питер Паркер приобрел свои способности через яд облученного паука. Они наделили его сверхчеловеческой ловкостью и скоростью, реакцией и силой, а со временем привели к развитию еще более впечатляющих способностей, включая ночное зрение и замечательный нюх.

Сила полимеров

Главным достоинством Человека-Паука, несомненно, стала возможность выпускать нити липкой и невероятно прочной паутины. Если игнорировать сопротивление воздуха и считать «выстрел» строго вертикальным, то можно оценить скорость вылета паутинных нитей: v = (2gh), то есть v = (2 * 9,8 м/с2 * 100 м) = 44 м/с, или около 160 км/ч. И хотя это еще меньше скорости пули или хотя бы звука, энергия, которая для этого требуется, не может не впечатлять. Трудно представить, как тело могло бы добыть ее без дополнительного искусственного источника.

Зато прочность нитей Человека-Паука вполне «научна»: паучья паутина — один из самых крепких полимеров на планете. Ее прочность на разрыв составляет порядка 1000 МПа, а у каркасной нити пауков Araneus diadematus достигает 2700 МПа. Такой показатель не под силу и лучшим маркам высокоуглеродистой стали. Поэтому уже 3-миллиметровый трос Человека-Паука (принимая ее прочность за 1000 МПа) способен выдержать нагрузку более 7000 Н и справиться с грузом массой до 720 кг — или с весом нормального человека даже при сильном ускорении в падении.

Паутина паукообразных выделяется специализированными железами в задней части брюшка, причем у одного и того же животного может иметься несколько типов желез, создающих паутину с разными свойствами. Но в любом случае по химическому составу это особый белок, очень близкий к белку шелка. Его цепочки богаты глицином (самой небольшой из аминокислот, она обеспечивает нитям полимера гибкость) и серином (единственной аминокислотой живых организмов, содержащей серу, которая способна образовывать дополнительные связи, укрепляющие форму белка). А отдельные участки белка содержат исключительно много третьей аминокислоты, аланина.

Казалось бы, к чему нам все эти детали? Однако именно они создают особую микроструктуру паутинных белков-спидроинов: аланиновые участки образуют плотно упакованные кристаллические области, а глициновые — аморфные, эластичные связи между ними. Высыхая на воздухе, вся конструкция упрочняется и образует нить, из которой паук плетет части своей паутины. Процесс это тяжелый, но все-таки синтез паутины — еще тяжелее. На производство спидроинов пауки тратят так много ресурсов, что зачастую сами съедают старые и поврежденные нити, чтобы использовать их повторно.

Чужая паутина

Попытки «приручить» паутину и получать ее в лаборатории, а затем — и в промышленных масштабах, не прекращаются уже много десятилетий. За это время удалось определить и выделить из пауков ген спидроина и перенести его в другие организмы, так что добывать белковый полимер сегодня можно не только из специально выращиваемых шелкопрядов или пауков, но и из бактерий кишечной палочки, генномодифицированных растений табака и картофеля и даже из… козьего молока животных, которые несут ген паучьего белка. Главной технической проблемой в этой области остается, собственно, плетение нитей из этого ценного ресурса.

Пауки используют исключительно сложную систему паутинных желез: в отличие от того же молока, от ногтей и волос, этот материал нуждается в тонком, даже ювелирном процессе синтеза. Спидроин должен выделяться со строго определенной небольшой скоростью и сплетаться в определенный момент, находясь в нужной стадии затвердения. Поэтому железы некоторых пауков устроены исключительно сложно, содержа несколько отдельных резервуаров для последовательного «созревания» паутины и ее формирования. Трудно даже представить, каким образом Человек-Паук мог бы плести ее на скорости 150 км/ч. Но вот просто синтезировать спидроин человеку будущего окажется вполне по силам.

Нет, с укусами ничего подобного генам не передается, будь то обычное животное или даже радиоактивный паук. Даже сама «наведенная» радиация, которая могла сохраниться в укусе паука, пережившего жесткое излучение, вряд ли способна достичь серьезного для нас уровня, — если только его яд не состоял из чистого плутония. Да и «мутагенные ферменты» вряд ли придали бы Питеру Паркеру нужные сверхспособности. Насколько известно, в природе таких не существует: наше тело, наоборот, ведет непрерывную борьбу со случайными мутациями, и целые белковые армии постоянно заняты «ремонтом» поврежденной ДНК. Подавление работы этих белков повышает уровень мутаций, — но и в этом случае Питер Паркер, скорее всего, просто умер бы от какого-нибудь из онкологических заболеваний, которыми чреваты беспорядочные мутации.

Вряд ли можно заполучить с укусом и нужные нам гены спидроиновых белков. Для этого определенный фрагмент ДНК должен не просто попасть в организм, но и избегнуть атаки иммунной системы, при этом проникнуть через мембрану клетки, затем оболочку ядра — и, наконец, встроиться в активный участок какой-нибудь хромосомы. Трудно представить, чтобы это произошло случайно — вирусы оттачивают это нехитрое умение миллиарды лет и бесчисленное множество поколений. Поэтому именно вирусы могут дать надежду на то, что когда-нибудь наука превратит добровольца Паркера во что-то вроде настоящего Человека-Паука.

Энергетика и нанотехнологии

Действительно, в 2010 году, когда были получены козы, дающие молоко с паутинными белками, ученые использовали для переноса генов модифицированные вирусы. Неспособные нанести клетке вред, они тем не менее сохраняли возможность прикрепляться к ней и доставлять внутрь искусственный аналог гена спидроина. Кстати, полученный таким образом полимер удалось сплести в исключительно прочный материал, который компания Nexia Biotechnologies продвигала под торговой маркой BioSteel, однако процесс производства так и не был доведен до экономически оправданной стоимости и масштабов, так что сегодня фирма обанкротилась. Но мы отвлеклись.

Фрагменты ДНК, необходимые для синтеза спидроина, вносились в коз еще на стадии одноклеточных эмбрионов. Впоследствии эти гены оказались во всех дочерних клетках сформировавшегося организма, хотя ученые интегрировали их в тот участок генома, который проявлял активность лишь в клетках, занятых синтезом материнского молока. Если же мы хотим превратить Питера Паркера в Человека-Паука, нам придется намного тяжелее. Во‑первых, целевой ген должен оказаться в хромосомах уже взрослого организма, сразу во множестве сформировавшихся клеток на определенных участках кожи, и везде встроиться в нужный участок.

Теоретически это могут позволить новейшие технологии, которые сейчас проходят разные стадии изучения и лабораторных испытаний, — плюс некоторые идеи, которые остаются делом более далекого будущего. В частности, точную интеграцию генов в нужные участки хромосом обещает усовершенствованный метод CRISPR/Cas. В нем используется специальный набор бактериальных ферментов и РНК, которые обеспечивают внесение разрезов в нить ДНК в строго определенном месте. Собственные ферменты клетки моментально бросаются чинить это искусственное повреждение и используют первую подвернувшуюся «заплатку» — обычно вносящийся вместе с белками Cas фрагмент нужного людям гена.

Транспорт для доставки всего комплекта молекул могут обеспечить ретровирусы, как это было проделано с козами. А нанотехнологии позволят оснастить оболочки вирусных частиц элементами, например, реагирующими на магнитное поле, — чтобы активировать генную модификацию строго в нужных клетках взрослого Питера Паркера. Труднее представить, как из клеток его кожи и, видимо, из потовых и сальных желез можно было бы получить железы паутинные, устроенные куда более сложно и работающие иначе. Но главной проблемой остается метаболизм.

Подобно полету птиц, змеиному яду или мозгу людей паутина — удивительно сложная адаптация, настоящий шедевр эволюции, обеспечивший успех обширной группе животных. Но и мозг, и полет, и синтез токсинов и паутины — адаптации, крайне дорогостоящие для организма. Эксперименты с австралийскими родственниками гадюк показали, что после укуса они должны повышать уровень своего метаболизма почти на 70% с тем, чтобы понемногу восстановить запас белкового яда. На сколько же должен усилиться метаболизм человека, чтобы он синтезировал сотни метров толстого паутинного каната? Сколько ему понадобится еды и насколько калорийна она должна быть? Кажется, все эти рассуждения ставят предел нашим мечтаниям о настоящем Человеке-Пауке.

Вместо послесловия

Даже если мы хотим получить лишь человека, способного понемногу синтезировать паутины, внести в Питера Паркера ген спидроина будет мало. Эти же замечания справедливы и в нашем случае. Нам придется вырастить у него паутинные гланды, обеспечить усиленным метаболизмом, который даст дополнительную скорость, ловкость и баланс — и энергию для синтеза паутины. Вряд ли такое возможно в рамках нашего тела, и вряд ли когда-нибудь подобные эксперименты будут произведены. Но сама по себе сила паутинных полимеров рано или поздно обязательно придет нам на службу, и мы получим новый удивительный материал для сверхпрочной и легкой одежды, тросов, для медицины и сложной оптики. Пожалуй, такие изделия будут выглядеть не столь эффектно, как фантастический Человек-Паук, но жизней они спасут наверняка не меньше.

Виртуальный герой

Официальный запуск видеоигры « » состоялся 7 сентября. В отличие от всех предыдущих игр о Человеке-Пауке, она позволяет не просто побеждать врагов в образе любимого супергероя, и описывает не просто один эпизод из его супергероической жизни. Insomniac Games специально создали сюжет, который придется по душе фанатам Человека-Паука.

Как стать человеком-пауком, задумывались многие подростки после просмотра одноименного фильма. В киноленте молодой человек получил особые способности после укуса радиоактивного насекомого. Вне фильма такой путь ничего хорошего, скорее всего, не принесет, так как яд пауков во многих случаях смертелен для человека. От него нас защищает то, что пауки не способны прокусывать достаточно человека.

Поэтому нужно придумывать иные пути того, как стать новым человеком пауком. Стоит, конечно, купить соответствующий костюм, но это создаст только облик легендарного героя. Освоить карабканье по стенам, как в фильме, можно, обратившись к опыту знаменитого французского скалолаза Алана Роберта, который с помощью одних рук и ног за шесть часов поднялся на самый высокий небоскреб («Бурдж Халифа», 828 метров).

Чтобы за год до своего пятидесятилетия совершить такой подвиг, Алан начал тренироваться в возрасте двенадцати лет, посмотрев фильмы про великих альпинистов своего времени. Тогда он не думал, как так как были иные герои и ценности. Но в наше время А. Роберт получил именно такое прозвище. Помимо многолетних занятий и редкостного бесстрашия, знаменитый альпинист имеет соответствующие физические данные - он небольшого роста (чуть более 1,5 метра) и имеет малый вес.

Те, кто задумываются, как стать человеком-пауком, должны в первую очередь совершенствовать свою физическую форму, к которой, возможно, в ближайшем будущем можно будет подобрать некоторые дополнения из сферы высоких технологий. Ученые еще не научились делать «стреляющую» паутину, встроенную в руку, а вот в плане создания сверхлипких материалов они преуспели.

Основываясь на передвижении ящерицы геккон, представители университета Акрон создали поверхность со множеством нанотрубок, которые создают сильнейшее сцепление с поверхностью. На небольшом кусочке такой пленки может висеть взрослый человек, что дает возможности для создания костюмов для перемещения по стенам и потолку в будущем. Но без хорошо развитой мускулатуры это будет невозможно. Поэтому, скорее всего, эти материалы будут использоваться для перемещения роботов в космосе.

Вопрос «как стать человеком-пауком» задают себе мальчики и парни на протяжении более пятидесяти лет (первый комикс на эту тему вышел в 1962 году). Возможно, столь длительная популярность этого героя обусловлена не спецэффектами, а мотивами его поведения. Во всех сериях человек-паук кого-то спасает и борется со злом. Для этого не нужен красочный костюм или специальная паутина.

«Как стать черным человеком-пауком» - тема, которая распространена не настолько широко. Этот костюм кинематографический герой носил в прошлом столетии (с 1984 по 1988 годы). Всего у персонажа комиксов было четыре костюма - от традиционного двухцветного черно-белого костюма до костюма-брони с новыми техническими приспособлениями. Вне зависимости от внешности он никогда не изменял своей сущности - помогать обиженным и защищать слабых.