Seta e ragnatele di Francesco Mori

Gli artropodi sono l'unico phylum a produrre "seta". Una "seta" può essere definita come una catena proteica ripetuta che è secreta all'interno dell'animale sotto forma liquida e che si trasforma in forma solida dopo che è stata espulsa all'esterno. Il parente più prossimo alla seta prodotto dai vertebrati è il collagene con cui condivide somiglianze strutturali, sebbene il collagene non assuma forma liquida.
(Craig, Catherine. 1997. Evolution of Arthropod Silks. Annual Review of Entomology. vol 42: 231-67).

Composizione chimica
Le sete (setae in latino) sono composte per circa il 50% della loro struttura da una catena proteinica polimerizata chiamata fibroine. A loro volta le proteine polimerizzate sono formate da aminoacidi, principalmente glicina, alanina e serina, ma ciascun tipo di tela ha la propria struttura aminoacidica (si ricordi che gli aminoacidi sono i componenti delle proteine, pertanto le sete non sono altro che proteine). La restante parte delle sete è composta da pirolidina, potassio idrogeno fosfato e potassio nitrato. La prima ha proprietà fortemente igroscopiche, il potassio idrogeno fosfato abbassa il pH della tela ad un livello acido e il potassio nitrato è un forte antibatterico (grazie a queste tre componenti la ragnatela, pur essendo proteica, non viene attaccata da batteri e funghi).
Le sete possono essere distinte in tre differenti conformazioni: alfa-elicoidale, beta-parallelo, beta-cross.
A. Le sete alfa-elicoidali sono quelle che presentano vincoli idrogenici all'interno della catena aminoacidica. Nel mondo degli artropodi questo tipo di sete sono secrete dagli imenotteri (le api) per rafforzare le strutturre del favo e dalle larve di siphonaptera (pulci) per la costruzione di nidi protettivi. Tale tipo di secrezione generalmente non è utilizzata dai ragni dal momento che questi hanno bisogno di un maggior controllo della conformazione finale dell'intelaiatura. Si ritiene, tuttavia, che alcuni tipi di ragno utilizzino le sete alfa-elicoidali quando lanciano la propria tela sulle prede, ma nessun ragno utilizza solamente questa conformazione.
B. Le sete beta-parallele hanno legami idrogenici tra le catene aminoacidiche e sono la forma dominante nelle tele prodotte dai ragni. La struttura beta-parallela è ottenuta al momento della "filatura" della seta da parte del ragno, pertanto la sequenza aminoacidica non è l'unico fattore decisivo in tale conformazione. Tra gli insetti solo alcuni lepidotteri (bruchi e falene) utilizzano questa struttura e solo per formare il proprio cocoon (bozzolo).
C. Le sete beta-cross sono simili alla precedente conformazione, l'unica differenza sta nel fatto che sono organizzate perpendicolarmente all'asse della seta e non parallelamente (come nelle beta-parallele). Insetti quali i curculionidi fanno uso di tale conformazione. Questa non è utilizzata dai ragni dal momento che le beta-parallele sono maggiormente elastiche e necessitano di una minore quantità di proteine per essere prodotte. (Craig, Catherine. 1997. Evolution of Arthropod Silks. Annual Review of Entomology. vol 42: 231-67).

Produzione della seta nei ragni
La produzione delle sete è deputata ad alcune ghiandole presenti all'interno dell'opistosoma dei ragni. Sono conosciuti sette tipi diversi di ghiandole, ma ciascun subordine di ragni possiede solo alcune di esse, mai tutte e sette. La glandula aggregata produce il materiale colloso. le altre sei sono di seguito riportate.
Le Glandulae Ampulleceae major e minor sono utilizzate per secernere le sete componenti tele su cui alcuni ragni camminano. Le Glandulae Pyriformes sono utilizzate per la produzione di sete componenti le tele sospese. Le Glandulae Aciniformes secernono sete per l'incapsulamento della preda. Le Glandulae Tubiliformes producono tela per la formazione del cocoon. Le Glandulae Coronatae servono alla produzione di ragnatele adesive.
Di norma ciascun ragno possiede tre paia di filiere, ma ci sono alcuni ragni che ne hanno solo un paio mentre altri arrivano a quattro. Ciascuna filiera ha una propria funzione. Esse sono collegati con le ghiandole da dotti molto sottili. Il numero dei dotti varia da due a cinquantamila.
Quando la seta è espulsa dal corpo del ragno subisce un processo di polimerizzazione (solidificazione, ossia passa dallo stato liquido a quello solido), la cui origine non è ancora ben chiara.
La massa molecolare della proteina non solidificata è pari a 30.000 dalton, mentre la proteina polimerizzata ha una massa molecolare di circa 300.000 dalton.

Dimensioni e robustezza della tela
Il diametro medio di un filo componente una tela circolare è circa 0,15 micron, sebbene la più sottile seta conosciuta è pari a 0,02 micron. L'occhio umano è in grado di vedere oggetti, a una distanza di 10 centimetri, che abbiano una misura almeno pari a 25 micron. Possiamo vedere le ragnatele solo grazie al riflesso di del sole sulle sete.
La robustezza (forza) di ciascun materiale è misurata in un'unità di misura chiamata dernier (1 dernier = 1 grammo per 9000 metri). La seta di un ragno ha una robustezza che va da cinque a otto dernier. Ciò significa che una seta di ragno si spezza sotto il proprio peso se ha una lunghezza che, a seconda della specie che l'ha tessuta, va da 45 a 72 chilometri. Materiali con una simile caratteristica sono nylon e vetro (il ferro ha un dernier pari circa a tre).

Elasticità della tela
La tela del ragno è molto elastica, ad esempio quella di 'Araneus diadematus può essere allungata del 30-40% prima che si spezzi. L'acciaio può essere allungato solo dell'8% prima della rottura e il nylon del 20%. Il record di allungamento, tuttavia, appartiene a Stegodyphus sarasinorum la cui seta può essere allungata fino a 20 volte la dimensione originale.

Ragni Cribellati ed Non cribellati (E-cribellati).
Attraverso l'analisi delle loro tele, i ragni possono essere distinti in due gruppi: i Cribellati ed i E-cribellati. Fino ad ora si è parlato dei ragni Non-cribellati, passiamo ora ai Cribellati.
I Cribellati tessono la propria tela utilizzando un pettine, chiamato calmistrato, posizionato sul tarso o metatarso del quarto paio di zampe e un ulteriore organo di filatura, detto cribellum, posizionato di fronte alle filiere, avente la forma di una lamina trasparente.
Il pettine tira la seta fuori dal cribellum, combinandola in una struttura lanosa. La seta pettinata è composta da migliaia di sottilissimi fili rinforzati da alcuni fili più spessi. Caratteristico è il fatto che tali sete non sono vischiose ma gli insetti vengono lo stesso intrappolati in quanto i peli del loro corpo rimangono incastrati tra le sottilissime sete. Le sete di maggior spessore impediscono che l'insetto strappi la filatura.