Hvordan væver en edderkop sit spind?

Emily Setton fjerner låget fra et lille plastikfad på sin laboratoriebænk. Inden i den klare, rektangulære plade er der halvcirkelformede brønde indeholdende hundredvis af runde perler på samme farve som størrelse som couscous - den store slags.

Setton, en kandidatstuderende i laboratoriet hos professor i integrativ biologi Prashant Sharma, er netop tilbage fra en studietur til det ørkenlignende sydøstlige Colorado, hvor hun snigende samlede disse æg fra grebene på de brune Texas-huntaranteller, der vogtede dem i deres huler i sandet. Hun havde brug for embryonerne til sin forskning i edderkoppers unikke former og evner.

"Jeg ønskede virkelig at forstå, hvordan edderkopper laver spindedyser, og hvordan deres ben kan være blevet modificeret over tid for at lave dem. Hvad er den genetiske arkitektur af de netvævende vedhæng?" siger Setton. "Jeg er interesseret i, hvordan du laver nye strukturer - hvordan udvikler de sig, og hvordan skaber naturen nyhed på det genetiske niveau?"

Setton forsøgte at bruge æg fra almindelige husedderkopper, men de er bare for små til at anvende de forskningsmetoder, hun havde brug for. Tarantulaæg, fandt hun, var meget bedre egnet til opgaven. At holde et par lodne edderkopper rundt som kæledyr er heller ikke så slemt. De spiser ikke meget, selvom det frarådes at gå ture med dem.

En edderkops spindedyse er et utroligt unikt organ. Intet andet dyr besidder et lignende. Setton er dybt nysgerrig, hvordan dette sker.

"Spinnere er en af ​​... de opfindelser af evolution, der har gjort det muligt for en gruppe dyr at blive utrolig succesfulde," siger hun. "De findes over hele verden, undtagen i Antarktis, hvor det er for koldt."

Sharmas laboratorium studerer edderkopper og deres forfædre for at stille spørgsmål om, hvordan deres unikke former opstod. Indebærer skabelsen af ​​edderkoppens spindedyse, at man co-opterer gener, der allerede eksisterede til andre formål – for eksempel gener involveret i åndedrætsorganer eller benudvikling – eller udvikler naturen nye gener til nye funktioner?

"Min rådgiver vil gerne vide, hvorfor fars lange ben (eller høstmænd, som ikke er edderkopper) har lange ben. Jeg vil gerne vide:Hvordan væver edderkopper spind?" Setton forklarer. "Svaret er, vi ved det ikke. Vi ved ikke, hvordan silke er lavet, eller hvordan spindedyserne og tappene i spindedyserne er lavet på det genetiske niveau. Der er så meget, vi ikke ved; mit indre barn ønsker at vide."

Så Setton har begivet sig ud på en slags mineekspedition, hvor han har undersøgt appendikserne ved at udvikle edderkoppeembryoner over tid, på udkig efter hvilke gener der bliver tændt og hvornår – og hvor i deres kroppe.

Hun sammenligner med andre arter for at se, om hun kan fortælle, hvor gammelt eller nyt et bestemt gen er, og hvad disse gener gør i andre beslægtede arter.

"Der dukker nogle tendenser op, som indikerer, at spinddyser udtrykker et betydeligt antal 'gamle' gener og et betydeligt antal 'nye' gener," forklarer hun, baseret på sin nylige forskning, delvist finansieret af Emlen, John and Virginia Award Fund for Fremragende kandidatarbejde i zoologi.

Arbejdet er hårdt, og der er stort set ingen spillebog. Få har gået der, hvor Setton befinder sig i dag.

"Jeg troede aldrig, at jeg ville arbejde i et laboratorium, hvor taranteljagt var noget, vi gjorde," siger hun. "Jeg kan godt lide fejlfindingen. Jeg kan godt lide udfordringen ved det, at studere et ikke-modelsystem. Det er frustrerende nogle gange, men det er også meget sjovt, fordi meget af det er nyt."