クモの糸ほど魅力的な素材はほとんどありません。鋼よりも強く、もろくなく柔軟で、そよ風に浮くほど軽い。そして、クモの巣の振動は、そのビジョンが賞を受賞していないクモに、何かおいしいものが彼らの家兼トラップに誤って侵入したことを知らせます.しかし、クモの糸の特性がクモのウェブから情報を収集する能力にどのように影響するかについては、皆さんが考えているほど深くは調査されていません。最近、このような異常な素材の進化と、人工のものを作る方法に関心のある研究者チームが、実験室でクモの糸を介して振動がどのように伝播するかを調べました。彼らは、シルクが他の既知の素材よりもはるかに広範囲の振動を伝達すること、そしてクモがさまざまな種類の振動を使用して、自分の巣の他の場所で何が起こっているかを推測できることを発見しました.
電信線と食物捕獲ネットの両方としてのシルクの二重の役割は、潜在的な進化上の問題を提示します。たとえば、メッセージを送信するのにちょうどいい振動のシルクは、昆虫の大砲がそれに入ると裂けるかもしれませんが、より丈夫なシルクは、ウェブの他の場所から情報を収集するのに悪いかもしれません.この進化のバランスをとる行為がどのように行われたかを理解するために、研究者はクモに絹の 1 本の糸を排泄させ、それをピンと張って伸ばし、音波やプラスチックの弾丸で攻撃しました。
レーザー振動計と高速度カメラを使用して波の伝播を観察した研究者は、クモの糸が横波 (ギターの弦のように左右に移動する波) と縦波に反応する方法に決定的な違いがあることを発見しました。 (糸の長さに沿ったもの)。横波は、風やウェブ張力の変化など、あらゆる種類の外乱によって引き起こされる可能性があり、クモがウェブが損傷しているかどうかを評価するのに役立つ可能性があることを示唆しています。対照的に、縦波はウェブの状態を含む環境条件の影響を受けにくいため、捕獲された獲物を検出するのに適しています.研究者たちは、クモが糸を引っ張ると、結果として生じる縦波から、餌がどこにあるかを知ることができるのではないかと考えています. （以下は、彼らが撮影したビデオで、クモが「ほぼ瞬時に」 引っ掛かった獲物の場所を検出し、素早く駆け寄ってそれを絹で包みます。）
彼らの調査結果はまた、クモの糸の縦波が記録されている他のどの素材よりも広い範囲の速度を持っていることを明らかにしており、波が伝達できるメッセージの種類に大きな柔軟性があることを示唆しています.その範囲が振動を精巧に調整できるようにします。クモは、糸の回転方法で糸の特性を判断し、それを好きなように引っ張ります。そして、クモの糸が一晩湿ると収縮し、一種の毎日のリセットボタンを提供して、クモが翌日好みに合わせて伸ばすことができるようにします. 「したがって、クモは絹を伸ばす程度を選択できます」と研究者は書いています。
クモの糸の機能の多様性を備えた人工材料の作成に関心のある研究者にとって、これは従うのが難しい行為への良い洞察です.それ以外の私たちにとっては、家そのものが一種の情報技術であり、信号でハミングする真のアンテナである生活様式を垣間見ることになります。
Veronique Greenwood はの元スタッフ ライターです。 DISCOVER 雑誌。彼女の作品はに掲載されています Scientific American、 ポピュラー サイエンス、および のサイト 時間, 大西洋、 ニューヨーカー. Twitter で彼女をフォローしてください。
