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クモの巣、クモの巣、クモの糸、クモの巣、あるいは単にウェブ（中英語のcoppewebに由来）[ 1 ]は、クモが糸腺から押し出したタンパク質性のクモの糸で作る構造物で、一般的には獲物を捕らえるためのものです。
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発見された白亜紀前期の 琥珀の珍しい例からもそれが証明されています。[ 2 ] 多くのクモは、食べる昆虫を捕らえるために巣を作ります。しかし、すべてのクモが巣で獲物を捕らえるわけではなく、巣を全く作らないクモもいます。「クモの巣」という用語は、明らかにまだ使用されている（つまり、きれいな）巣を指すのに一般的に使用され、「クモの巣」は、放棄された（つまり、埃っぽい）巣を指します。[ 3 ]また、「クモの巣」という言葉は、ヒメグモ科の一部のクモの絡み合った三次元の巣を説明するために生物学者によっても使用されます。この大きな科はクモの巣グモとして知られていますが、実際にはさまざまな種類の巣を持っています。このクモ科の他の名前には、絡み合った巣のクモや櫛足のクモなどがあります。[ 4 ]
古代のクモがデボン紀初期に水から陸に移動したとき、体と卵を守るために絹を作り始めました。ほとんどのクモには、紡績突起と呼ばれる付属器官があります。これは、クモが網を張るために使う絹を生成する器官です（ただし、他の方法で獲物を捕らえるために絹を使うクモもいます）。 [ 3 ] [ 5 ]クモは徐々に絹を狩猟目的で使い始め、最初はガイドラインや信号線として、次に地上や茂みの網として、そして最終的には現在よく知られている空中網として使うようになりました。[ 6 ]
クモは腹部の先端にある紡績腺から絹糸を生成します。それぞれの腺は、安全のために引きずる糸、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、特定の目的のために糸を生成します。クモは異なる種類の腺を使って異なる種類の絹糸を生成し、一部のクモは一生のうちに最大8種類の異なる絹糸を生成できます。[ 7 ]
ほとんどのクモは3対の糸疣を持ち、それぞれが独自の機能を持っている。中には1対しか持たないクモや、4対も持つクモもいる。
クモは、獲物を追いかけて捕らえるエネルギーを消費することなく、クモの巣を使って獲物を捕らえるため、効率的な食料収集方法となっています。クモの脚にある毛と爪は、クモが自分の巣にしっかりと張り付くことを可能にします。また、体表の油分は、クモが自分の巣に張り付くのを防ぎます。しかし、クモの巣を作るには大量のタンパク質（絹）が必要となるため、エネルギーコストがかかるという点で、こうしたエネルギー節約効果はいくらか相殺されます。さらに、時間が経つと絹は粘着性を失い、獲物を捕らえる効率が低下します。クモは、糸を紡ぐのに使っ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が一般的です。摂取と消化を通して、絹のタンパク質はリサイクルされます。クモの糸の驚異的な強度に着目し、科学者たちは現在、同様の特性を持つ超高強度素材の開発を目指して研究を進めています。
野生のクモの巣にはいくつかの種類があり、多くのクモは巣の種類によって分類されます。クモの巣の種類には以下のようなものがあります。
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の絹が網の構築に使用されることがあります。網は垂直面（ほとんどの円網）、水平面（シート状の網）、またはその間の任意の角度に張られることがあります。これらのタイプの空中網は、有翅昆虫の進化と共進化してきたと考えられています。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圧をかける可能性が高いです。[ 3 ] [ 9 ]シート状の網を張るクモ科で最もよく見られる網の中には、その上に緩く不規則な糸の絡まりがあるものがあります。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落とさせ、下の網に捕まりやすくする役割を果たします。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ります。[ 10 ]複数のNephila pilipes個体が協力して、あらゆる方向からの鳥の捕食に対抗するための集合的な網システムを構築できることが報告されている。 [ 11 ]
ほとんどの円網を張るクモは垂直面に網を張りますが、Uloborus diversusのように水平に網を張る例外もあります。[ 12 ]円網を作る過程で、クモは自分の体を使って計測します。円網を張るクモの間では網の構造にばらつきがあり、特にZygiella x-notataという種は、 1本の信号糸が横切る特徴的なセクター欠落網で知られています。[ 13 ]
多くのクモの巣は、クモが這って渡れない物体間の隙間に張られています。これは、まず細い粘着糸を作り、微風に乗せて隙間を横切って漂わせることによって行われます。糸が反対側の表面に張り付くと、クモは振動の変化を感じます。クモは糸を巻き取り、最初の糸を締め、それから慎重にその上を歩き、2本目の糸でそれを強化します。このプロセスは、糸がクモの巣の残りの部分を支えるのに十分な強度に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、網の最初の3本の放射状の糸が構築されます。さらに放射状の糸が追加され、それぞれの放射状の糸と次の放射状の糸の間の距離が交差できるほど小さくなるようにします。つまり、網の放射状の糸の数は、クモの大きさと網の大きさに直接依存します。網の大きさは、それを構築しているクモの約20倍になるのが一般的です。[ 15 ]
放射状の糸が完成すると、クモは網の中心を約5本の円形の糸で補強します。網を張る際に、内側から外側に向かって作業を進め、網の中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、この螺旋をより間隔の狭い粘着性の糸でできた螺旋に系統的に置き換えていきます。クモは、最初に放射状に張った糸と粘着性のない螺旋をガイドラインとして使用します。各螺旋と次の螺旋との間隔は、クモの後ろ足の先端から糸を紡ぐ部分までの距離に正比例します。これは、クモが自身の体を計測/間隔測定装置として使用する方法の1つです。粘着性の螺旋が形成される間、粘着性のない螺旋は不要になるため取り除かれます。
クモは巣を完成させた後、最初の3本の中央の螺旋状の糸をかじり取り、頭を下に向けて座って待ちます。[ 16 ]巣が構築中に構造的な損傷なしに破れた場合、クモは問題を解決するための最初の試みは行いません。
クモは巣を張った後、獲物が巣にかかるのを巣の上または近くで待ち伏せします。クモは、巣を通して伝わる振動によって、獲物が巣に落ちた衝撃やもがきを感知します。一部の種は、この振動を伝えるために罠の糸を張ります。巣の中央に位置するクモは、巣の装飾がなくても鳥などの捕食者にとって非常に目立つ獲物となります。そのため、昼間に狩りをする円網を張るクモの多くは、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、食べられないように見せかけたりすることで、このリスクを軽減しています。
クモは通常、自分の巣に張り付くことはありません。なぜなら、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、巣の粘着性のない部分だけを移動するように注意しているからです。しかし、クモは自分の糊に耐性があるわけではありません。巣の糸の中には粘着性のあるものとそうでないものがあります。例えば、クモが巣の外縁で待機することを選んだ場合、粘着性のない獲物や信号線を巣の中心に紡いで、巣の動きを監視することがあります。しかし、粘着性のある糸を紡ぐ過程で、クモはこれらの粘着性のある糸に触れなければなりません。クモは、慎重な動き、密集した毛、足の非粘着性コーティングを利用して、くっつかないようにこれを行います。[ 17 ]
クモの中には、網を聴覚に利用するものもおり、巨大な網は拡張可能で再構成可能な聴覚センサーとして機能する。[ 18 ]
すべてのクモが直接獲物を捕らえるために網を使うわけではなく、隠れた場所から飛びかかったり（例：トビグモ）、開けた場所で獲物を追い詰めたりします（例：オオカミグモ）。網を投げるクモは、走ることと網を張ることの2つの方法を摂食行動においてバランスよく利用しています。このクモは小さな網を編み、それを前脚に取り付けます。そして獲物が現れるのを待ち伏せ、獲物が近づくと飛びかかって網で獲物を包み込み、噛みついて麻痺させます。そのため、このクモはオオカミグモのような原始的なハンターよりも獲物を捕らえるのにエネルギーをあまり消費しません。また、大きな円網を張るエネルギーの損失も避けています。
また、多くの種は絹糸を紡いで風を捉え、その風に乗って新しい場所へと移動する。
中には、網を張ることなく、網の信号伝達と罠の技術を利用するクモもいる。水生クモの中には、円網を使うクモとほぼ同じように、水面に足を乗せて休むものが何種類かいる。昆虫が水面に落ちて表面張力で捕まると、クモはその振動を感知して走り出し、獲物を捕らえるのだ。
潮間帯に生息するミズグモやDesis marinaは、網を使って水中に空気を閉じ込め、長時間潜水したままでいられる。[ 19 ] [ 20 ]
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クモの巣絵画は、何層にも重ねて巻きつけたクモの巣を厚紙に張ってマット状にし、水で薄めた牛乳を塗って補強した布地に描かれました。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、専用の道具を使って彫刻を施したりしました。現在残っているクモの巣絵画は100点にも満たず、そのほとんどは個人コレクションに所蔵されています。[ 21 ]
ヨーロッパの伝統医学では、傷や切り傷にクモの巣を当てて出血を抑え、治癒を助けていた。[ 22 ]この使用法は古代ギリシャとローマで記録されており、シェイクスピアの『真夏の夜の夢』にも言及されている。[ 23 ]クモの巣は傷の治癒時間を大幅に短縮することが示されている。血液凝固に不可欠なビタミンKが豊富で、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世紀には、ローマ軍は野戦用包帯としてクモの巣を使用しており、殺菌剤としても役立っていた。[ 25 ]
一部の薬物の効果は、クモの巣作りに及ぼす影響を調べることで測定できる。[ 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、ブーンという音を出すためにクモの巣で覆われた穴が開いていることが多い。[ 27 ]
クモの糸は望遠鏡の十字線やレチクルに使われてきた。[ 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、その他の医療機器、消費財の試作品が製造されるようになった。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]
クモの巣の粘着性の秘密は、絹糸に点在する微細な接着剤の液滴にあります。Larinioides cornutusなどのジョロウグモは、空気中の水分を引き込むことで接着剤を柔らかく粘着性のある状態に保つ特殊な吸湿性物質で絹糸をコーティングします。 [ 34 ]この内蔵された湿度制御により、接着剤がすぐに乾燥するのを防ぎます。粘弾性タンパク質の硬化は、水分量の変化によって間接的に制御され、それがイオン液体の濃度に影響を与えます。[ 35 ]このバランスが変化すると、接着剤の粘度が調整され、クモの巣が捕らえた獲物をしっかりと掴むのに役立ちます。[ 36 ]
クモの巣は電気伝導性があり、飛翔昆虫は静電気を帯びやすく、それがクモの巣を引き寄せるため、絹糸が飛び出して獲物を捕らえる。[ 37 ]
クモの巣の粘着球から神経毒が検出されている。おそらくこれらの毒素は獲物を麻痺させるのに役立つが、抗菌作用や、巣から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の保護といった機能もあると考えられる。[ 38 ]
クモの糸は、同じ重量の鋼鉄よりも引張強度が高く、弾性もはるかに高い。その微細構造は、防弾チョッキや人工腱など、産業用途への応用可能性について研究されている。研究者たちは、この材料を作るのに必要なタンパク質を生成するために、遺伝子組み換え哺乳類や細菌を使用してきた。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]
時折、複数のクモが同じ場所に共同で巣を作ることがある。
2010年のモンスーンによるパキスタンの大規模な洪水により、クモが水面より上の木々に押し上げられた。その結果、木々はクモの巣で覆われた。[ 42 ]
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クモの巣の1つは、幅が200ヤード（180メートル）ありました。昆虫学者は、これは社会性クモの巣、またはクモが互いに広がるために巣を張った結果である可能性があると考えています。この現象がどの程度一般的であるかについては、意見の一致はありません。[ 43 ] [ 44 ]
ブラジルでは、「クモの雨」として知られる現象が2件発生している。これは、社会性クモが作る共同の巣で、非常に広い隙間を覆い、糸が見えにくいため、何百匹ものクモが空中に浮かんでいるように見える。1件目は2013年にパラナ州サント・アントニオ・ダ・プラティーナで発生し、Anelosimus eximius の個体が関与していた。[ 45 ] 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・ドラドで記録され、 Parawixia bistriata の個体が関与していた。[ 46 ]
ギリシャとアルバニアの国境にある硫黄洞窟で、数千匹のTegenaria domestica (これまでコロニーを形成することが知られていなかった) によって構築され、Prinerigone vagansと共有されている100平方メートル( 1,100平方フィート) を超える網が発見された。発見者たちは、暗闇と大きさの違いにより、P. vagans はより大きなT. domesticaに捕食されないと推測している。コロニーは、豊富な化学合成独立栄養細菌とその捕食者によって維持されている。[ 47 ]
地球の軌道上にいることが宇宙空間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。 [ 48 ]
1973年、スカイラブ3号ミッションの一環として、低軌道上でクモの巣が張られた。実験には、アラベラとアニタという名の2匹のメスのヨーロッパ産庭クモ（クロススパイダー）が使用された。 [ 49 ]この実験の目的は、2匹のクモが宇宙空間で巣を張るかどうか、そして張る場合、地球上でクモが作る巣と同じかどうかを検証することであった。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・マイルズによる学生プロジェクトであった。[ 49 ]
1973年7月28日の打ち上げ後、スカイラブに入ったクモは、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。[ 49 ]クモは巣を作り始め、その間カメラは写真を撮り、無重力環境でのクモの行動を観察した。2匹のクモは無重力生活に適応するのに長い時間がかかった。しかし、1日後、アラベラは実験用ケージの中で最初の巣を張ったが、最初は不完全だった。
翌日、クモの巣が完成した。乗組員は当初の手順を拡大するよう促された。彼らはクモに餌と水を与え、イエバエも与えた。[ 50 ] 8月13日、最初のクモの巣はクモが2番目の巣を作れるように取り除かれた。最初は、クモは新しい巣を作ることができなかった。さらに水を与えると、2番目の巣を作った。今度は、最初の巣よりも精巧なものだった。どちらのクモもミッション中に死んだが、おそらく脱水症状が原因だったと思われる。[ 49 ]
科学者たちが宇宙の網を研究する機会を得たとき、宇宙の網は通常の地球の網よりも細かいことが分かりました。網のパターンは全く似ていないわけではありませんでしたが、いくつかの違いが見られ、網の特性には明確な違いがありました。さらに、網は全体的に細かいものの、宇宙の網は場所によって厚みが異なり、わずかに薄い場所もあれば、わずかに厚い場所もありました。地球の網は均一な厚みであることが観察されているため、これは珍しいことでした。[ 51 ]
その後の実験では、光源にアクセスできればクモの方向が定まり、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。[ 52 ] [ 53 ]
1952年の児童小説『シャーロットのおくりもの』では、クモの巣が重要な役割を果たしています。クモの巣は、他の多くの文化的なクモ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、クモの巣は「不気味な」雰囲気を醸し出したり、放置や時間の経過を暗示したりするために用いられることがあります。人工の「クモの巣」は、ハロウィーンの装飾によく使われます。クモの巣はタトゥーアートでもよく使われるモチーフで、刑務所で過ごした長い時間を象徴したり、単に他の絵の間の隙間を埋めるために使われたりします。
一部の観察者は、アメリカ合衆国の1ドル紙幣の表面（表側）の右上隅、数字の「1」を囲む盾の上に小さなクモが描かれていると考えている。この認識は、絡み合う細い線の背景画像が様式化されたクモの巣に似ていることによって強められている。しかし、他の観察者は、この図柄はフクロウだと考えている。[ 54 ]
ワールドワイドウェブという名称は、その複雑に絡み合った構造が蜘蛛の巣に似ていることから付けられたと言われている。
「ちっちゃなクモさん」は、クモの冒険を描いた人気の童謡です。
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する。サム・ライミ監督の映画三部作や『スパイダーマン2099』に登場するスパイダーマンなど、一部の作品では、有機的なクモの巣を作り出すことができるとされている。
クモの巣の驚異的な引張強度は、SF作品でしばしば誇張され、人工的に巨大なクモ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。[ 55 ] [ 56 ]
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、抗議者の脆さと不屈の精神を象徴する蜘蛛の巣のシンボルがよく描かれていた。[ 57 ]
クルアーンは、蜘蛛の巣の脆さをたとえ話として用い、それを偶像崇拝者の信仰になぞらえている。[ 58 ]
