クモの巣は、なぜ雨や風で壊れないの？
― 強いからではなく、大きく伸びるからです

髪の毛よりずっと細い糸を、すきまだらけに張っただけ。それなのにクモの巣は、強い風にあおられても、雨つぶを浴びても、朝になるとちゃんと残っています。その理由は「がんじょうに固めたから」ではありません。むしろ逆で、よく伸びて、力を受け流しているからです。

理由は、大きく2つだけです

どちらも「固くしない」という同じ考え方から来ています。順番に見ていきましょう。

受け止める距離が長いほど、力は小さくなる

飛んでいる虫が網に飛び込むとき、虫は動きのいきおいを持っています。網はそれを止めなければなりません。このとき大事なのは、どれだけの力で止めるかではなく、どれだけの距離をかけて止めるかです。

同じいきおいを止めるのでも、短い距離で急に止めれば、大きな力がかかります。長い距離をかけてじわりと止めれば、力は小さくてすみます。人が高いところから飛び降りるとき、ひざを曲げて着地するのと同じ理屈です。ひざを伸ばしたまま着地すると、足に大きな力がかかってしまいます。

はり金や鋼の細い線は、数パーセント伸びただけで切れてしまうとされています。つまり、ほとんど伸びる余裕がありません。飛び込んできた虫を、ほんのわずかな距離で止めることになり、糸には大きな力がかかります。クモの糸は、その何十倍も伸びます。図1の左側を見てください。上が伸びない糸、下がクモの糸です。深くへこんだぶんだけ、糸が受ける力はやわらいでいます。

しかも、伸びたクモの糸は、力を熱にかえて逃がします。押しつぶしたスポンジのように、ゆっくりと戻ります。だから虫は、はね返されずに網の中へ残るのです。獲物をとらえるしくみと、壊れないしくみが、ここでは同じものになっています。

すきまだらけであることが、強さになる

もし網が板のように面でふさがっていたら、風はまともにぶつかります。受ける力は、風を受け止める面積に比例して大きくなります。ところがクモの網は、ほとんどがすきまです。風の大部分は素通りし、糸に当たったぶんだけが力になります。

それでも強い風の日には、網はゆらゆらと大きくふくらみます。これも受け流しです。動いてよい形にしておくことで、力が一点に集中しません。ぴんと張った洗濯物がバタバタとあおられて破れやすいのに、ゆるく干した布が平気なのと似ています。

もうひとつ大事なのが、糸が1本切れたあとの話です。1枚の板は、一度ひびが入るとそこから一気に裂けていきます。網はちがいます。1本が切れると、その糸が受け持っていたぶんは、まわりの何本もの糸へ分かれて移ります。破れは広がらず、そこで止まります。クモが毎日、傷んだところだけを張りなおせるのも、このおかげです。

雨についても同じです。雨つぶは糸にぶつかると、糸をぐいと下へ引きます。しかし糸は伸びてその引きを受け止め、水は玉になって落ちるか、糸の上に残ります。朝の巣が水玉のかざりのように見えるのは、糸が水を支えたまま、なお切れずにいる証拠です。

まとめ

クモの巣が壊れないのは、固いからではありません。よく伸びる糸が長い距離をかけて力を受け止め、すきまだらけの網が風を通し、切れた1本のぶんをまわりが肩代わりする。かたくなに耐えるのではなく、形を変えて受け流す。これが、あの細い糸で一晩を越える方法です。

強さとは、変わらないことではありません。
大きく変わって、それでも切れないことです。

力を長い距離で受け止めるという考え方は、シートベルトのしくみやネコが高いところから落ちても平気な理由と同じです。細い糸や繊維がからみ合って支えるという話は紙が濡れると破れやすくなる理由に、生き物が作るおどろくべき仕掛けはヤモリが壁に張りつくしくみにつながっています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。糸の強さや伸びは、クモの種類や条件によって大きく変わります。生き物や巣を観察するときは、必要以上に手を触れず、その場の環境を傷めないようにしてください。