第188回愛知学院大学モーニングセミナー「夢の繊維 クモの糸」～クモの糸の謎を探る～

信州大学 繊維学部
矢澤 健二郎2021年11月9日
1

芥川龍之介の小説 「蜘蛛の糸」(1918年発表作)
芥川龍之介はクモの糸の強さを知っていた？

芥川龍之介

蜘蛛の糸 (ポプラ社文庫―日本の名作文庫)

罪人どもが苦しんでいる中にカンダタ（犍陀多）という男を見つけた。 カンダタは殺人や放火もした泥棒であったが、過去に一度だけ善行を成したことがあった。 それは林で小さな蜘蛛を踏み殺しかけて止め、命を助けたことだ。 それを思い出した釈迦は、彼を地獄から救い出してやろうと、一本の蜘蛛の糸をカンダタめがけて下ろした。（続く）
2

クモの糸で自分の体重を支えたり、バイオリンの弦を作った大崎 茂芳 先生 (奈良県立医科大学)

http://www.naramedu.ac.jp/~chem/OSAKI_HP/Osaki_top.html
3

クモの糸の研究
United States Army Soldier Systems Center

防弾ジャケット

http://www.freerepublic.com/focus/news/3510187/posts

軍事目的でクモの糸を利用（防弾チョッキなど）
1990年代から潤沢な研究資金によってクモ糸シルクの研究が活発化

4

クモは昆虫ではありません！

図の引用：おどろきのクモの世界 新文堂新光社

コガネグモ

スズメバチ
触角触肢

頭部

頭胸部

胸部

腹部

腹部

昆虫の脚は6本なのに対して、クモの脚は8本である。羽を持つクモはいない。

空を飛ぶクモがいますが、どうやって？

図の引用：クモ学 東海大学出版会

クモは、腹部の後端から出した糸を風に流して、その糸と一緒に空を飛ぶことがある。
()
その行動を空中飛行やバルーニングと呼ぶ。

晴れていて暖かく、暖められた空気が上昇していくような気象条件だと、バルーニングが上手くいきやすい。
5

見たことがありますか？ 日常生活でよく見られるクモ3種
図の引用：クモの巣図鑑 偕成社

クモの世界では、一般に、メスの方が大きくて、強い！

コガネグモ
オニグモ

ジョロウグモゴキブリを捕獲するアシダカグモ

6() 種類の糸を分泌する。
クモは一般的に 7

Rising, A. et al. Nat. Chem. Biol., 11, 309 (2015).

縦糸は強度に優れる一方、横糸は延伸度に優れる。
自分の体重を支える牽引糸は、特に強度が大きい。

7世界中のクモ

日本、ブラジル、アメリカ、イギリス、インド、中国、
オーストラリア

8クモの種類と糸の強さ

造網性

徘徊性

地中性

普段は糸を出さない徘徊性のクモの糸も意外と強い。個体の大きさとクモの太さ()とは比例関係があるが、強さ（単位体積あたりの）とは比例関係はない。
9クモはなぜ、自分の糸にからまないのか？
(左) コガネグモ：コガネグモの仲間は、草の間や樹木の間に垂直に張られた大きな円網を作る。網の中央付近にジグザク模様の白い「隠れ帯」が見られるのが特徴。

仮説1：脚先から油成分が分泌されている

仮説2：ネバネバしていない縦糸の部分を歩く。時々、脚が横糸に触れることがあるが、その際は、くっついた脚を無理矢理に離す

図の引用：おどろきのクモの世界 新文堂新光社

10

隠れ帯(白帯)の謎

円形の巣の真ん中にある白い糸の模様を隠れ帯（白帯）と呼ぶが、どのような役割があるのかは明らかになっていない。
①クモの姿を隠すため②円形の巣のバランスを保つため③巣を白く目立たせるため④白い糸がある種の花のように紫外線を反射して、花のみつが好きな昆虫をおびきよせるためなどの役割が考えられている。

図の引用：クモの巣図鑑 偕成社11

クモの網の種類

図の引用：おどろきのクモの世界 新文堂新光社

円網（コガネグモ、オニグモなど）

皿網（サラグモなど）

立体網（ジョロウグモなど）

不規則網（ヒメグモなど）

12オーストラリアのクモは、脚先の網を操る

図の引用：クモの巣図鑑 偕成社

オーストラリアには、自分の脚先にクモの巣を張って、獲物を捕らえるクモが存在する。巣を張るときは、他のクモと同じように、木の葉や枝の間に作り、小さな巣を完成させると、その巣を脚で持つ。

13

クモは一般に頭部を下方に向けている！
網の上下が非対称なことが多い！

図の引用：まちぶせるクモ 共立出版

クモがエサを短時間で襲撃するために、進化の過程で、網が備えている特徴と考えられている。
14

クモは益虫です！ ヒトを死に至らしめるクモは、世界にほんの数種です。
非常に危険！
シドニージョウゴグモ

図の引用：Wikipedia Commons

意外と安全！
タランチュラ
もちろん、私は、触れません、、汗(^^;)

国内にセアカゴゲグモが棲みつきましたので注意！

15クモの糸と糸いぼ 図の引用：おどろきのクモの世界 新文堂新光社
クモは腹部の先の「糸いぼ」から糸を出す。

(上)ジョロウグモ：腹部の先にある赤い場所の黒い部分が「糸いぼ」である。
(右)オニグモ16

クモが糸疣から糸を射出する様子
オニグモ（雌）の場合

コガネグモ（雌）の場合

17クモ糸の巻き取り

オニグモ

クモの糸を集めると、強くて柔らかく美しいことが実感できる。
18

クモの糸は精密な仕組みで生産される

pH 6.3
糸pH 5.7

pH 7.6分泌腺 pH 7.0

シルクタンパク質溶液

低高速

遅含水量Na濃度

射出速度
19シルクは強くてやわらかい• 高タフネス
• 軽い
クモ糸

カイコ繭

材料

Araneus diadematus 牽引糸Bombyx mori 繭糸• 低細胞毒性・生分解性

強度 / MPa
1100

延伸度 / % タフネス / MJm-3
27160600

1870

ナイロン

950

1880

ケブラー

3600

2.750

鉄鋼

1500

0.86

炭素繊維

4000

1.3

25

Omenetto, F. and Kaplan, D. Science, 329, 528-531 (2010).

シルクは強度と延伸度を備えており、エネルギーを効率良く吸収できる材料である
20

材料としての利用が期待されるシルク

クモ糸

カイコの繭

クモやカイコのシルクは石油由来材料の代替として、構造材料として利用できる可能性を有している。

縫合糸*

人工血管

* Teleflex社の製品

車の部品

防弾ジャケット

宇宙エレベーター
図の引用：https://mainichigahakken.net

21クモは共食いするので、大腸菌、カイコ、ヤギにクモ糸のタンパク質を大量に作らせる

カイコがクモ糸成分を含んだ繭を作る
ヤギのミルク中に、クモ糸成分が入っている
図の引用：https://www.deseretnews.com/article/

大腸菌がクモ糸タンパク質を作る
図の引用：http://www.bemarubishi.co.jp/business/culture.html

22Spiber株式会社と株式会社GOLDWINが開発したタンパク質性の繊維を用いた「MOON PARKA」

引用： Spiber株式会社ホームページ

23本日は、講演に御参加くださり、ありがとうございました。

愛知県と日本全国、さらに全世界を結ぶ、クモの糸24