I - Origine et fonctions de la soie





Tout d'abord, intéressons-nous à celle qui conçoit la toile...
L’araignée appartient à une catégorie d'invertébrés, les arthropodes (littéralement en grec, pieds articulés). Elle fait plus précisément partie de la classe des arachnides, nom issu de la mythologie grecque avec Arachnée, une jeune fille excellant dans l’art du tissage, qui fut transformée en araignée par la déesse Athéna.
    En effet sur les 40 000 espèces d’araignées connues, toutes ou presque possèdent un organisme leur permettant de tisser une toile ; il s'agit des araignées orbitèles.
    La toile d'araignée fait partie de ces incroyables merveilles de la nature, tant par son aspect que par sa composition et ses diverses fonctions. Ce n'est sans doute pas pour rien que l'on appelle le réseau Internet " Web " qui signifie en anglais " Toile ". En principe, les araignées conçoivent leurs toiles selon les mêmes principes, mais il existe bien des différences de taille et de dessin, principalement adaptées en fonction de la proie visée.

1 - Les origines de la soie

Sur la partie inférieure de l'abdomen de l'araignée se trouvent trois paires de filières (ou glandes séricigènes). Chacune d’elles est surmontée de nombreux tubes en forme de cheveux appelés fibrilles qui mènent à des glandes de soie situées à l'intérieur de l'abdomen et qui produisent chacune un type de soie différent. De leur association résulte une production variée de soie. A l'intérieur de l'abdomen de l'araignée des pompes, valves et systèmes de pression aux propriétés avancées sont utilisés pour fabriquer la soie qui est ensuite acheminée à l'aide des fibrilles. On peut voir ci-contre le schéma morphologique de l’araignée.
 
La vitesse de sécrétion de cette soie varie fortement suivant la nature de la soie et de l'espèce de l'araignée. Pour certaines espèces, la vitesse de sécrétion de soie de la toile est de l'ordre du millimètre par seconde.
C'est donc par les orifices appelés filières qu'un liquide est sécrété, et qui au contact de l'air se solidifie instantanément et prend alors la forme de la soie.
     Ce liquide appelé soie, est une fibre de protéine. Au cours de son passage dans les filières, le « fil » de soie liquide commence à se solidifier grâce à l’action d’ions (hydrogène, sodium et potassium principalement) injectés pour faciliter la séparation entre le solvant et les protéines et permettre l’agrégation de ces dernières. Au niveau des fusules, l’eau restante est pompée et la soie se solidifie intégralement, comme le montre explicitement ce schéma.

Il en sort alors des fibrilles d’environ 0.05 µm de diamètre qui s’entrelacent ensuite pour constituer le fil de soie dont le diamètre final varie de 25 à 70µm. (Cette mesure a été rendue possible grâce aux technologies des lasers.)

2 - Diverses fonctions


     En apparence, les fils sont tous les mêmes, mais étant donné que l'araignée a plusieurs filières qui lui procurent sa soie, les chercheurs, après avoir examiné cette curieuse espèce, ont vite compris qu'il ne s'agissait pas d'une unique sorte de fil mais qu'il y avait bien plusieurs types qui d'ailleurs peuvent varier selon l'espèce. 

     En effet, l'araignée confectionne un fil de soie spécifique et adapté à chaque situation. Elle produit au maximum 5 grandes catégories de fil :
(voir TPE : photos et encadrés explicatifs) 


Une toile d'araignée est avant tout un piège. C'est comme un filet immobile qui va collecter les insectes dont se nourrissent les araignées.
     Les araignées tissent des toiles qui conviennent à la taille des créatures qu'elles souhaitent chasser. Par exemple, l'araignée d'Amérique du sud tisse une toile avec des ouvertures étroites qui permettent d'attraper plus facilement les fourmis blanches. Quand elle veut chasser un insecte tel qu'un grand papillon, elle élargit les ouvertures et augmente la force de la toile et son élasticité. L'angle des toiles est aussi changé en fonction du genre de proie visé (insectes qui volent, qui marchent, qui rampent, etc.) Ceci à la fois diminue les dégâts et augmente la capacité de prise du piège.       
     Lorsqu'une proie est prise au piège, la toile émet une vibration qui va immédiatement alerter l'araignée. Elle se précipite ensuite vers sa proie pour la tuer. Ce fil de soie est donc non seulement un support chimique mais aussi un vecteur vibratoire.

3 - La fabrication d'une toile

     La toile est formée à partir d’un assemblage et de liaisons de fils de soie.
     On estime qu'il faut en moyenne une à deux heures de travail et 30 mètres de fil de soie pour bâtir une toile. Elle ne peut pas projeter son fil (comme on le voit parfois dans des fictions, tel que Spiderman). Elle doit donc compter sur le vent ou sur les plus légers déplacements d'air, mais la plupart du temps elle effectue de nombreux aller-retour pour construire cette œuvre. Les trois griffes au bout des pattes des tisseuses leur permettent de se déplacer.
     Voyons maintenant comment l'araignée œuvre pour tisser ses pièges à la géométrie si parfaite.
      L'araignée commence par définir le cadre de sa toile en se servant des éléments présents dans l'environnement (brins d'herbe, murs, etc.).
     Ensuite, elle réalise une sorte de « Y » en partant du côté supérieur pour ensuite se laisser glisser jusqu'en bas et détermine ainsi le centre de sa toile, point de convergence des fils du « Y ». Elle peut alors tracer les rayons de son ouvrage.
     La troisième étape consiste à la formation du « moyeu », la spirale de fil tissée au centre afin de renforcer la structure. Pour cela, elle constitue d'abord la base de la toile c'est-à-dire qu'elle va fixer sa soie à différents endroits afin que la toile soit fixe et immobile.
      L'araignée crée ensuite les spirales principales de la toile : d'abord en soie non collante pour qu'elle puisse se déplacer. Puis ensuite d'autres spirales non collantes sont conçues pour que la toile supporte le poids de l'araignée.
     Après cela elle va tisser une spirale très collante à côté de ce fil pour piéger ses proies.