發明史上有許多著名的套用仿生學的例子。最生動的是瑞士工程師喬治·梅斯特勞在20世紀40年代從沾在自己褲子和愛犬耳朵上的蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。更近一點的例子則有,1995年世界上最大的地毯公司之一“英特飛絲”出品了一種模仿林地地表的地毯。還有,嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路;一種聽覺器官敏銳如同麥克風的寄生蠅更是對設計出較好的助聽器貢獻頗多。另外還有壁虎和蜥蜴,壁虎靠腳趾上的鬚毛的分子吸力吸附牆壁和天花板,一隻壁虎腳上數億個分子吸力的合力在理論上能承受60磅的重量,這對製造能反覆使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
類似的例子是,貽貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,即使在冰冷的海水中也能把自己粘在岩石上。這樣一種膠體可套用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。最近上市的一種仿生產品“樂特絲” 矽質塗料,也是借鑑了荷花出污泥而不染的自我清潔功能。該塗料的德國製造商聲稱,清除這種家庭塗料上的髒物,所需僅僅只是一柄刷子和一桶水。
科普作家傑寧·貝那斯在她1997年的著作《仿生學》中寫道:“和工業革命不同,仿生學革命帶來的不是一個我們從自然界中掘取什麼的時代,而是我們從自然中學習什麼的時代。”
大千世界中,也許沒有比蛛網中的絲更能表現出自然的優雅和高效了。在美國懷俄明州立大學的辦公室里,分子生物學家蘭登·劉易斯展示了一種金色圓形織網蛛(下稱‘金圓蛛’)的電腦解剖圖。蜘蛛腹部的6個分開長的絲腺分泌各不相同的蛋白質溶液或粘液。它們經由蜘蛛噴絲頭的用力產生6種絲:一種是包裹卵的, 另一種用來保證捕獵安全,有三種用來織網,最有韌性的是牽引絲,蜘蛛用它來織網或行走。牽引絲是動物能製造的絲中最有韌勁的。從理論上講,一根鉛筆粗的蛛絲束就能夠勾住在航空母艦上降落的噴氣機,而且,它和尼龍一樣富有彈性。兼具韌性和彈性的蛛絲的承受力是做防彈背心的纖維b的五倍。
蛛絲如此神奇,但要生產卻非易事。每個人都想飼養蜘蛛,但是沒有人能有所作為,因為把蜘蛛放在一塊兒時,它們到頭來都會吃掉對方。在美國蒙特婁市郊一所農場建築中,分子生物學家,奈科西亞生物技術公司總裁兼ceo傑弗里·特納在嘗試新的方法。
事情得從頭說起。1998年,特納獲悉劉易斯和其他一些人分離出了蜘蛛的基因。由於注意到研究人員已經通過山羊的分泌系統來生產藥物了,他不禁想,為什麼山羊不能在它的奶裡面製造蛛絲呢。畢竟,蜘蛛產絲的腺和山羊產奶的腺是很相似的。“因此我打電話給蘭登,讓他幫幫我金圓蛛蛛絲基因方面的忙,”特納回憶道。
奈科西亞技術人員首先從幾十隻山羊身上提取了數百個受精卵,然後把蜘蛛絲基因插入受精卵中,再把這些受精卵植回到山羊體內。今年夏天,這些置換過受精卵的母山羊當上了媽媽,奈科西亞技術人員得以對她們的乳汁(這一階段就像是槭糖汁)加以提取。然而到此為止,奈科西亞公司並沒做出任何有革命性的事情,“模擬蜘蛛怎樣吐絲才是最難辦的事,”特納說。蜘蛛在它的噴絲頭裡,不知怎地就把粘液變成了扯不斷的精絲——不濕也不脆,反而相當堅韌和富有彈性。