蜘蛛の巣

蜘蛛の巣、クモの巣、クモの巣、またはクモの巣（ 「蜘蛛」を意味する古語coppeに由来） ^[1]は、蜘蛛が紡糸口金から押し出したタンパク質性の 蜘蛛の糸で作り出す構造物で、通常は獲物を捕らえることを目的としています。

クモの巣は少なくとも1億年前から存在しており、イングランド南部のサセックスで白亜紀前期 の琥珀が発見されたことがその証拠である。^[2] 多くのクモは、昆虫を捕らえて食べるために巣を作る。しかし、すべてのクモが獲物を巣で捕まえるわけではなく、中には巣を作らないクモもいる。「クモの巣」という用語は通常、明らかにまだ使用されている（つまり清潔な）巣を指すのに使用され、「クモの巣」は一見放棄された（つまり埃っぽい）巣を指す。^[3]しかし、「クモの巣」という言葉は、生物学者によって、ヒメグモ科のクモが作る絡み合った立体的な巣^{[4]を指すのにも使用される。この大きな科は}クモの巣を作るクモとして知られているが、実際には巣の構造は多種多様であり、このクモ科の他の名前には、絡み網クモや櫛足クモなどがある。^[要出典]

デボン紀初期にクモが水中から陸上へ移動したとき、彼らは体と卵を守るために糸を作り始めました。ほとんどのクモは紡糸器と呼ばれる付属器官を持っています。これはクモが巣を紡ぐための糸を生成する器官です（一部のクモは糸を使って他の方法で獲物を捕まえますが）。 ^{[3] [5]}クモは徐々に糸を狩りの目的で使い始め、最初は誘導線や信号線として、次に地面や茂みの巣として、そして最終的には今日よく知られている空中の巣として使い始めました。^[6]

クモは腹部の先端にある紡糸 腺から糸を生産します。それぞれの腺は、安全のための引き綱、獲物を捕らえるための粘着性のある糸、獲物を包むための細い糸など、特別な目的のために糸を生産します。クモは異なる腺タイプを使用して異なる糸を生産し、一生の間に最大8種類の糸を生産できるクモもいます。^[7]

ほとんどのクモは 3 対の紡糸口金を持っており、それぞれに独自の機能があります。1 対だけのクモもいれば、4 対もの紡糸口金を持っているクモもいます。

蜘蛛は巣を張ることで獲物を捕まえることができ、獲物を追い詰めるエネルギーを消費する必要がないため、効率的な食料収集方法となっています。蜘蛛の脚の毛と爪は、蜘蛛が巣にしがみつくことを可能にします。体に油があるため、蜘蛛は自分の巣にくっつきません。しかし、これらのエネルギー節約は、糸の形で大量のタンパク質が必要となるため、巣の構築自体にエネルギーコストがかかるという事実によっていくらか相殺されます。さらに、時間が経つと糸は粘着性を失い、獲物を捕らえるのに効率が悪くなります。蜘蛛が巣を張るのに使用したエネルギーの一部を回収するために、毎日自分の巣を食べるのはよくあることです。摂取と消化を通じて、糸のタンパク質はリサイクルされます。蜘蛛の糸は信じられないほど強いため、科学者は現在、同じ能力を持つ超強靭な素材を作ることを期待して研究しています。

野生で見られるクモの巣にはいくつかの種類があり、多くのクモは巣の張り方によって分類されます。クモの巣には次のような種類があります。

• 螺旋状の円網は主にコガネグモ科、フグ科、ウミグモ科に属する^[8]
• 絡み合った巣またはクモの巣。ヒメクジラ科に属する。
• 漏斗状のウェブは、原始的なものと現代のものに分けられる。
• 管状の巣は木の根元や地面に沿って伸びる
• シートウェブ

クモの巣を作るのに使われる糸には、クモの種類によって「粘着性のある」捕獲糸や「ふわふわした」捕獲糸など、いくつかの異なるタイプがある。巣は垂直面（ほとんどの円網）、水平面（シート状の巣）、またはその間の任意の角度にある。これらのタイプの空中巣は、羽のある昆虫の進化とともに進化したと仮定されている。昆虫はクモの主な獲物であるため、昆虫はクモの採餌行動に強い選択力を課す可能性が高い。^{[3] [9]}シート状の巣を作るクモ科で最も一般的に見られる巣の中には、上部にゆるく不規則に絡まった糸があるものがある。これらの絡まった障害物コースは、飛んでいる昆虫を混乱させて倒す役割を果たし、昆虫が下の巣に捕らえられやすくする。また、鳥やスズメバチなどの捕食者からクモを守るのにも役立つ可能性がある。^{[10]数匹の}ジョロウグモが集まって集合巣システムを構築し、あらゆる方向からの鳥の捕食に対抗できると報告されている。 ^[11]

ほとんどの円網を張るクモは垂直面に巣を作りますが、水平に巣を作るUloborus diversus^{などの例外もあります。 [12]円網を作る過程で、クモは自分の体を測定に使用します。円網を張るクモの間では巣の作り方に多様性があり、特に}Zygiella x-notata種は1本の信号糸が横切る特徴的な欠落したセクターの巣で知られています。^[13]

多くの巣は、蜘蛛が這って越えることができない物体間の隙間に張り巡らされています。これは、まず隙間をかすかな風に流される細い粘着性の糸を出して行います。糸が端の表面に張り付くと、蜘蛛は振動の変化を感じます。蜘蛛は最初の糸を巻き取って引き締め、次に慎重にその糸に沿って歩き、2本目の糸で強化します。このプロセスは、糸が巣の残りの部分を支えられるほど強くなるまで繰り返されます。^[14]

最初の糸を強化した後、クモはY字型の網を作り続けます。これで、巣の最初の3つの放射状が構築されます。さらに放射状が追加され、各放射状と次の放射状の間の距離が交差できるほど小さくなります。つまり、巣の放射状の数は、クモのサイズと巣のサイズに直接依存します。巣は、それを作るクモのサイズの約20倍になるのが一般的です。^[15]

放射状の線が完成したら、クモは巣の中心を約 5 本の円形の糸で補強します。巣作り中に内側から外側に向かって巣の周りを容易に移動できるように、粘着性のない間隔の広い糸で螺旋を作ります。次に、外側から内側に向​​かって、クモは整然とこの螺旋を粘着性のある糸で作った間隔の狭い螺旋に置き換えます。クモは、最初の放射状の線と粘着性のない螺旋をガイドラインとして使用します。各螺旋と次の螺旋の間の間隔は、後ろ足の先端から糸紡ぎ手までの距離に正比例します。これは、クモが自分の体を測定/間隔測定装置として使用する方法の 1 つです。粘着性のある螺旋が形成されている間、粘着性のない螺旋は不要になったため削除されます。

蜘蛛は巣を完成すると、最初の3本の中央の螺旋状の糸を噛み切り、通常は頭を下に向けて待機します。^[16]巣の構築中に構造的な損傷がなく巣が破れた場合、蜘蛛は問題を修正するための最初の試みを行いません。

蜘蛛は巣を張った後、獲物が捕まるのを巣の上か近くで待ちます。蜘蛛は巣を通して伝わる振動で獲物の衝撃やもがきを感知します。巣の真ん中にいる蜘蛛は、巣に装飾がなくても鳥や他の捕食動物の獲物として非常に目立ちます。日中に巣を張って狩りをする蜘蛛の多くは、巣の中心から伸びる信号線に片足を乗せて巣の端に隠れたり、食べられないか食欲をそそらないように見せかけたりして、このリスクを減らします。

クモは粘着性のある糸と粘着性のない糸の両方を紡ぐことができるため、通常は自分の巣に固執しません。また、巣の非粘着部分だけを注意深く移動します。しかし、クモは自分の粘着剤の影響を受けないわけではありません。巣の糸の中には粘着性のあるものもあれば、そうでないものもあります。たとえば、クモが巣の外側の縁に沿って待機することを選択した場合、非粘着性の獲物を紡いだり、巣の動きを監視するために巣の中心に信号線を送ったりすることがあります。しかし、粘着性の糸を紡ぐ過程で、クモはこれらの粘着性の糸に触れなければなりません。クモは、注意深い動き、密集した毛、および付着を防ぐための足の非粘着性コーティングを使用して、くっつかずにこれを行います。^[17]

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  Araneus（コガネグモ科）のクモが作る典型的な円網
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  獲物を捕らえた後のオーストラリアのコガネグモ

クモの中には、聴覚のために巣を使うものもおり、巨大な巣は拡張可能で再構成可能な聴覚センサーとして機能します。^[18]

全てのクモが巣を直接獲物を捕らえるために使うわけではなく、隠れた場所から飛びかかったり（トタテグモなど）、公然と追いかけて追い詰めたり（コモリグモなど）する。ネットキャスティングクモは、その摂食習慣において、走ることと巣を張ることの2つの方法をバランスよく取り入れている。このクモは小さな網を編み、それを前脚に取り付ける。そして、潜在的な獲物を待ち伏せし、そのような獲物が現れると、前方に突進して獲物を網で包み、噛みついて麻痺させる。そのため、このクモはコモリグモなどの原始的なハンターよりも獲物を捕まえるのにエネルギーをあまり消費しない。また、大きな円網を編むことによるエネルギーの損失も回避できる。

多くの種は、風を捉えるために絹糸を紡ぎ、風に乗って新しい場所へと 航行します。

他には、網を張らずに信号を送る罠の技術をうまく使うクモもいます。水生クモのいくつかの種類は、円網を使うクモとほぼ同じように、足を水面に置きます。昆虫が水面に落ちて表面張力で捕らえられると、クモはその振動を感知して、獲物を捕まえるために飛び出します。

潮間帯に生息する潜水蜘蛛やデシス・マリーナは、巣を使って水中の空気を閉じ込め、長時間水中に留まることができる。^{[19] [20]}

クモの巣画は、16世紀にオーストリアの チロル アルプスの辺鄙な谷で始まったもので、クモの巣を重ねて巻いた布に描かれ、厚紙の上に広げてマットを作り、水で薄めた牛乳で刷毛塗りして強度を高めた。その後、小さな筆を使ってクモの巣に水彩絵の具を塗ったり、特注の道具を使って彫刻を作ったりした。今日残っているクモの巣画は100点未満で、そのほとんどは個人のコレクションに収蔵されている。^[21]

ヨーロッパの伝統医学では、傷や切り傷にクモの巣を使うと出血を抑えて治癒を促した。^[22]この使用法は古代ギリシャやローマでも記録されており、シェイクスピアの『夏の夜の夢』にも触れられている。^[23]クモの巣は傷の治癒時間を大幅に短縮することが分かっている。クモの巣には血液凝固に欠かせないビタミンKが豊富に含まれており、表面積が大きいことも凝固を助けると考えられている。^[24]紀元前1世紀、ローマ軍はクモの巣を野戦包帯として使っていたが、これは殺菌剤としても機能していた。^[25]

いくつかの薬物の効果は、クモの巣作りへの影響を調べることで測定できます。^[26]

ナイジェリア北東部では、伝統的な木琴の牛の角の共鳴器に蜘蛛の巣で覆われた穴があいていて、ブンブンという音を出すことが多い。^[27]

蜘蛛の巣の糸は望遠鏡の十字線やレチクルとして使われてきました。^[28]

クモの糸を大量生産する技術の開発により、軍事用防護具、創傷被覆材やその他の医療機器、消費財のプロトタイプが製造されるようになった。^{[29] [30] [31]}

クモの巣はナノ粒子を作るための単一段階の触媒として使用することができます。^[32]

左の図はグルーボールの光学顕微鏡画像です。左から2番目の図はグルーボールの走査イオン二次電子画像です。右の2つの図は、基板をグルーボールに接着する前と接着した後の走査イオン二次電子画像です。^[33]

クモの巣が粘着性を持つのは、糸に浮遊する接着剤の液滴によるものである。例えばLarinioides cornutusなどの円網クモは、糸を吸湿性の凝集物で覆う。^[34]接着剤の吸湿特性は、周囲の湿度を利用して捕獲糸を柔らかく粘着性のある状態に保つ。接着剤ボールは多機能である。つまり、接着剤ボールの挙動は、接着剤ボールに触れたものがどれだけ早く引き戻そうとするかによって決まる。高速ではゴムに似た弾性固体として機能し、低速では単に粘着性のある接着剤として機能する。これにより、付着した食物粒子を掴むことができる。^[35]

巣は導電性があり、飛翔中の昆虫は静電気を帯びて糸を引き寄せるため、糸が飛び出して獲物を捕らえる。^[36]

いくつかのクモの巣の接着剤の球から神経毒が検出されています。これらの毒素は獲物を動けなくするのに役立つと考えられますが、抗菌作用や、巣から獲物を盗んだりクモを攻撃したりするアリや他の動物からクモを守る作用もある可能性があります。^[37]

クモの糸は、同じ重さの鋼鉄よりも引張強度が高く、弾力性もはるかに高い。その微細構造は、防弾チョッキや人工腱など、産業界での潜在的用途について研究されている。研究者らは、この素材を作るのに必要なタンパク質を生産するために、遺伝子組み換え哺乳類や細菌を使用している。 ^{[38] [39] [40]}

時々、クモの群れが同じ場所に一緒に巣を作ることがあります。

2010年のモンスーン期にパキスタンで発生した大洪水により、クモが水面より上の木々にまで移動した。その結果、木々はクモの巣で覆われた。^[41]

2007年にテキサス州タワコニ湖州立公園で報告されたそのような巣は、幅200ヤード（180メートル）に及んだ。昆虫学者は、これは社会性クモの巣か、クモが互いに離れるために巣を張った結果ではないかと考えている。このような現象がどの程度一般的であるかについては意見が一致していない。^{[42] [43]}

ブラジルでは、「雨が降る蜘蛛」として知られる現象が2件発生している。これは、「社会性」のある蜘蛛が作る共同の巣が非常に広い隙間を覆い、糸が非常に見えにくいため、何百匹もの蜘蛛が空中に浮いているように見える現象である。1件目は2013年にパラナ州サント・アントニオ・ダ・プラティナで発生し、アネロシムス・エクシミウスの個体が関与していた。 ^{[44] 2件目は2019年1月に}ミナスジェライス州エスピリト・サント・ド・ドウラドで記録され、パラウィシア・ビストリアータの個体が関与していた。^[45]

地球の軌道上にあることが宇宙のクモの巣の構造に影響を与えることが観察されている。 ^[46]

1973年、スカイラブ3号ミッションの実験の一環として、アラベラとアニタという2匹のメスのヨーロッパクモ（雑種クモ）がスカイラブに乗って低軌道上に蜘蛛の巣を張った。 ^[47]この実験の目的は、2匹のクモが宇宙で巣を張れるかどうか、張れるとすれば、その巣が地球上でクモが張るものと同じかどうかをテストすることだった。この実験は、マサチューセッツ州レキシントンのジュディ・マイルズの学生プロジェクトだった。^[47]

1973年7月28日の打ち上げ後、スカイラブに入った後、クモは宇宙飛行士 オーウェン・ギャリオットによって窓枠に似た箱の中に放たれた。^{[47]カメラが写真を撮り、}無重力環境でのクモの行動を観察する間、クモは巣を作り始めた。2匹のクモは無重力の生活に適応するのに長い時間を要した。しかし、1日後、アラベラは実験ケージの中で最初の巣を作ったが、最初は不完全だった。

巣は翌日に完成した。乗組員は当初の手順を拡張するよう促された。彼らはクモに餌と水を与え、ハエも与えた。^[48]最初の巣は8月13日に取り除かれ、クモは2番目の巣を作れるようになった。最初、クモは新しい巣を作ることができなかった。水をもっと与えると、2番目の巣を作った。今度は最初の巣よりも精巧なものになった。2匹のクモはミッション中に死亡したが、おそらく脱水症状が原因だった。^[47]

科学者たちはクモの巣を研究する機会を与えられたとき、宇宙のクモの巣が通常の地球のクモの巣よりも細かく、クモの巣のパターンが完全に異なるわけではないものの、変化が見られ、クモの巣の特徴に明確な違いがあることを発見しました。さらに、クモの巣は全体的に細かいものの、宇宙のクモの巣は場所によって厚さにばらつきがあり、場所によってはわずかに薄く、他の場所はわずかに厚くなっていました。これは異常なことでした。なぜなら、地球のクモの巣は均一な厚さであることが観察されていたからです。^[49]

その後の実験では、光源があればクモは方向を定め、重力が影響しない場合でも通常の非対称の巣を作ることができることが示された。^{[50] [51]}

1952 年の児童小説「シャーロットのおくりもの」では、蜘蛛の巣が重要な役割を果たしています。蜘蛛の巣は、他の多くの文化的蜘蛛の描写にも登場します。映画、イラスト、その他の視覚芸術では、蜘蛛の巣は「不気味な」雰囲気を暗示したり、放置や時間の経過を暗示したりするためによく使用されます。人工の「蜘蛛の巣」は、ハロウィーンの飾り付けの一般的な要素です。蜘蛛の巣はタトゥーアートでよく見られるイメージで、刑務所で過ごした長い期間を象徴したり、他のイメージの隙間を埋めるために使われたりします。

アメリカの1ドル紙幣の表面の右上隅に小さな蜘蛛が描かれており、数字の「1」を囲む盾の上に止まっていると一部の観察者は信じている。この認識は、絡み合った細い線の背景画像が様式化された蜘蛛の巣に似ていることで強化されている。しかし、他の観察者はその図像はフクロウであると考えている。^[52]

ワールド ワイド ウェブは、絡み合って絡み合った構造がクモの巣に似ていることからこの名前が付けられました。

スーパーヒーローのスパイダーマンは、敵を拘束したり、建物間を素早く移動するためのロープを作ったりするために人工のクモの巣を使用します。サム・ライミの映画三部作や『スパイダーマン 2099』のバージョンなど、このキャラクターのいくつかの化身は、有機的な巣を作ることができることが示されています。

蜘蛛の巣の顕著な引張強度は、SFではしばしば誇張されており、人工的に巨大化した蜘蛛の存在を正当化するためのプロット装置として使われることが多い。^{[53] [54]}

グリーンハム・コモン女性平和キャンプの女性たちが使用したポスターには、蜘蛛の巣のシンボルがよく描かれており、抗議活動家の脆さと忍耐力を象徴していた。^[55]

コーランでは蜘蛛の巣の脆さを偶像崇拝者の信仰と比較する寓話として用いている。^[56]

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  オパドメタ・ファスティガータが巣を編んでいるところ。腹部の先端にある紡糸 腺から出てくる糸が見えます。
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  西オーストラリア州カリジニの渦巻き状の球状の巣
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  巣に捕らえられた甲虫の獲物を持つコガネムシ

• 濾過摂食者
• 向精神薬の動物への影響#クモ

ウィキメディア・コモンズには、蜘蛛の巣に関連するメディアがあります。

• BBC Earthによる美しいクモの巣作りのタイムラプス