クモの糸は自然の奇跡の繊維
クモの糸は丈夫ですが、しなやかです。ゲッティイメージズ/すべてのカナダの写真/マイクグランメゾン
クモの糸は、地球上で最も奇跡的な天然物質の 1 つです。ほとんどの建材は強いか弾力性のどちらかですが、クモの糸はその両方です。鋼よりも強く (正確ではありませんが、それに近い)、鋼よりも貫通できないと説明されています。 ケブラー 、ナイロンよりも伸縮性があります。壊れる前に多くのひずみに耐えます。これは、まさにタフな素材の定義です。クモの糸は熱も伝導し、抗生物質の特性があることが知られています。
すべてのクモはシルクを生産します
すべてのクモは、最も小さなものから糸を生産します ハエトリグモ 最大に タランチュラ .クモには、腹部の端にスピナレットと呼ばれる特別な構造があります。クモが蜘蛛の巣を作ったり、絹の糸で懸垂下降したりしているのを見たことがあるでしょう。クモは後ろ足を使って紡糸口金から糸を少しずつ引っ張ります。
クモの糸はタンパク質から作られています
しかし、クモの糸とは正確には何ですか？クモの糸は、クモの腹部にある腺によって生成されるタンパク質の繊維です。腺は絹タンパク質を液体の形で貯蔵しますが、これはウェブのような構造を構築するのには特に役に立ちません.クモがシルクを必要とするとき、液化したタンパク質は運河を通過し、そこで酸浴に入る.として pH 絹タンパク質の量が低下すると（酸性化するにつれて）、構造が変化します.紡糸口金から絹を引っ張る動きにより、物質に張力がかかり、出てきたときに固体に固まるのを助けます.
構造的に、絹は非晶質および結晶質タンパク質の層で構成されています。固いタンパク質の結晶はシルクに強度を与え、柔らかくて形のないタンパク質は弾力性を与えます.タンパク質は天然に存在する ポリマー (この場合、チェーン アミノ酸 ）。クモの糸、ケラチン、 コラーゲン すべてタンパク質でできています。
クモは、自分の巣を食べて貴重な絹タンパク質をリサイクルすることがよくあります.科学者は、放射性マーカーを使用してシルクタンパク質を標識し、新しいシルクを調べて、クモがシルクをどれだけ効率的に再処理するかを決定しました.驚くべきことに、彼らは、クモが 30 分で絹タンパク質を消費して再利用できることを発見しました。すごいリサイクルシステムですね！
この用途の広い素材には無限の用途がありますが、クモの糸を大量に収穫することはあまり現実的ではありません。クモの糸の特性を備えた合成素材を製造することは、長い間、科学研究の聖杯でした。
クモが絹を使う8つの方法
科学者たちは何世紀にもわたってクモの糸を研究しており、クモの糸がどのように作られ、使用されているかについてかなりのことを学んできました.一部のクモは、異なる絹糸腺を使用して、実際に 6 種類または 7 種類の絹糸を生成できます。クモが絹糸を織るとき、これらのさまざまな種類の絹を組み合わせて、さまざまな目的に合わせた特殊な繊維を作り出すことができます。クモは、より粘着性のある絹のストランドを必要とする場合もあれば、より強力なストランドを必要とする場合もあります.
ご想像のとおり、クモは糸を生産する能力をうまく利用しています。クモが糸を紡いでいると考えるとき、私たちはたいていクモが巣を作っていると考えます。しかし、クモは多くの目的でシルクを使用します.
1.クモはシルクを使って獲物を捕まえます
クモによるシルクの最もよく知られている用途は、獲物を捕まえるために使用するウェブを構築することです。のようないくつかのクモ オーブウィーバー 、飛んでいる昆虫を引っ掛けるために粘着性の糸で円形のウェブを構築します。財布のウェブ スパイダーは革新的なデザインを採用しています。彼らは直立した絹の管を回転させ、その中に隠れます。昆虫が管の外側に着地すると、巾着蜘蛛が糸を切り、昆虫を中に引き込みます。ほとんどのクモは視力が弱いため、糸を伝わる振動を感じることで獲物を感知します。最近の研究によると、 クモの糸は広範囲の周波数で振動できる これにより、クモは「わずか 100 ナノメートル、つまり人間の髪の毛の幅の 1/1000」の動きを感知できるようになります。
しかし、クモが餌を捕まえるために糸を使うのはそれだけではありません。たとえば、ボーラス クモは一種の絹の釣り糸を紡いでいます。昆虫が通り過ぎると、ボーラス クモは獲物に釣り糸を投げつけ、獲物を引き寄せます。網を投げるクモは、小さな網のような形をした小さな網を回転させ、足の間に挟みます。昆虫が近づくと、クモは絹の網を投げて獲物を捕まえます。
2.獲物を征服するクモのユーザーシルク
のようないくつかのクモ クモの巣クモ 、シルクを使用して獲物を完全に征服します。クモがハエやガをつかみ、ミイラのように素早く絹で包むのを見たことがありますか?クモの巣クモの足には特別な剛毛があり、もがく昆虫の周りに粘着性の絹をしっかりと巻きつけることができます。
3.クモはシルクを使って移動します
読んだ人は シャーロットのウェブ 子供は、バルーニングとして知られるこのクモの行動に慣れているでしょう。若いクモ (クモの子と呼ばれる) は、卵嚢から出た直後に分散します。いくつかの種では、クモは露出した表面に登り、腹部を上げ、絹の糸を風に投げます.気流が絹糸を引っ張ると、クモは空中に浮かび、何マイルも運ぶことができます.
4.クモはシルクを使って落下を防ぎます
蜘蛛が絹糸に突然降りてくるのを見て驚いたことがない人はいますか?クモは、地域を探索する際に、ドラグラインとして知られる絹糸の跡を習慣的に残します。シルクの安全ラインは、クモが放っておかれるのを防ぎます。クモはまた、ドラグラインを使用して、制御された方法で下降します。クモが下で問題を見つけた場合、安全な場所まですばやくラインを上ることができます。
5.クモはシルクを使って迷子にならないようにする
クモは引き綱を使って家に帰る道を見つけることもできます。クモが隠れ家や巣穴から離れすぎた場合、シルク ラインをたどって家に戻ることができます。
6.クモはシルクを使って避難します
多くのクモは、シェルターやリトリートを構築または強化するためにシルクを使用します.両方 タランチュラ と オオカミのクモ 地面に巣穴を掘り、家を絹で覆います。巣を作るクモの中には、巣の内部または近くに特別な隠れ家を作るものがあります。たとえば、ファネルウィーバースパイダーは、巣の片側で円錐形の隠れ家を回転させ、獲物と捕食者の両方から隠れることができます.
7.クモはシルクを使って交尾する
交尾する前に、オスのクモは精子を準備して準備する必要があります。オスのクモは、まさにこの目的のために、糸を紡いで小さな精子の巣を作ります。彼は性器の開口部から特別なウェブに精子を移し、それから彼の触肢で精子を拾います。精液が触肢にしっかりと蓄えられているので、彼は受容的な女性を探すことができます。
8. クモは自分の子孫を守るために絹を使う
メスのクモは、卵嚢を作るために特に丈夫な糸を作ります。その後、彼女は卵を嚢の中に置きます。そこで卵は天候や潜在的な捕食者から保護されます。 小さな子グモに成長して孵化する .ほとんどの母親のクモは、卵嚢を表面に固定します。多くの場合、彼女の巣の近くです。オオカミグモはチャンスを逃さず、子孫が現れるまで卵嚢を持ち歩きます。
ソース:
- Borror と Delong の昆虫研究入門 、第 7 版、Charles A. Triplehorn と Norman F. Johnson 共著。
- 昆虫学百科事典 、第 2 版、ジョン L. カピネラ編集。
- ASU の科学者がクモの糸の謎を解き明かす 、アリゾナ州立大学、2013 年 1 月 27 日。
- クモの糸が金属と同様に熱も伝導することをアイオワ州のエンジニアが発見 、アイオワ州立大学、2012 年 3 月 5 日。
- pHを下げるとクモの糸の生産が調節される 、スウェーデン農業科学大学、2010 年 5 月 12 日。
- スタンフォード大学の研究者がクモの糸の謎に新たな光を当てる 、スタンフォード大学、2013 年 2 月 4 日。
- バグズ・ルール！昆虫の世界への紹介 、ホイットニー・クランショウとリチャード・レダックによる。
- クモ、スミソニアン国立自然史博物館のウェブサイト。
- 蜘蛛は巣の音を聞く 、キャリー・アーノルド著、ナショナル ジオグラフィックのウェブサイト、2014 年 6 月 5 日。
- ネットキャスティングスパイダー 、オーストラリア博物館のウェブサイト。
- 巾着蜘蛛 、ケンタッキー大学昆虫学のウェブサイト。