イナゴはどうやって仲間を見つけるのでしょうか？科学者たちはそれを解明した。

制作：中国科学普及協会

著者: 昆虫インターン（生物学博士）

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：中国科学普及の最先端科学技術プロジェクトは、最先端科学技術の最新動向を理解するために、「トップ科学ジャーナルの理解を助ける」と題する一連の記事を開始しました。これは、権威あるジャーナルから優れた論文を選び、できるだけ早く平易な言葉で解釈するものです。トップジャーナルを通して科学の視野を広げ、科学の楽しさを味わいましょう。

イナゴといえば、今の子どもたちはあまり馴染みがないかもしれません。彼らの記憶にあるのは、幼い頃に草むらで捕まえたバッタと、ある場所では食卓に置かれたバッタのことだけだ。

しかし、私たちの両親や祖父母が生きていた昔、人々は「イナゴ」という言葉を聞くだけで恐怖を感じていました。これはキャラクターの作成からもわかります。 「イナゴ」という文字は、「昆虫」と「皇帝」を組み合わせたものです。古代人は、圧倒的なイナゴの被害に対して無力でした。彼らはイナゴが昆虫の王であると信じており、イナゴを崇拝し、イナゴの疫病が起こらないように祈るためにイナゴ寺院を建てたほどです。そのため、イナゴの災害は、洪水や干ばつとともに、我が国の古代農耕文明における三大災害となったのです。

イナゴ

（写真提供：veerフォトギャラリー）

私たちの古代の祖先は何千年もの間イナゴと戦ってきましたが、科学的な予防と制御によってイナゴの被害が根絶されたのは新中国の建国後になってからでした。それでも、世界中でイナゴがもたらす脅威を過小評価することはできない。ほぼ毎年、イナゴが世界各地に深刻な災害をもたらしていることがニュースで報道されています。

そのため、問題が発生する前に予防するために、わが国はバッタ防除に関する研究を長年行っており、統計的分類や形態学的観察にとどまらず、分子領域にまで深く踏み込んでおり、世界でも最先端を走っています。

単独性イナゴと群生性イナゴ

最近の研究で、中国の科学者らは、単独行動をする雌のイナゴが、単独行動をする雄や群居行動をする雄を引き寄せ、繁殖を成功させるために、大量のジブチルフタル酸（DBP）を放出していることを発見した。

いわゆる孤独性イナゴは、実際には群生性イナゴの親戚です。孤独なイナゴは、実は夏から秋にかけて草むらで飛び跳ねる緑色のバッタです。イナゴは自然界では散在した形で存在するため、何らかの外的要因によって集まる場合にのみ群生状態に変化します。散らばったイナゴは、全体が緑色で、草の中に溶け込んでいます。彼らは野生の中で静かに暮らしています。繁殖したいときだけ、オスとメスのイナゴが一緒になります。任務を終えた後、彼らは別れ、「ローン・レンジャー」として活動を続けることになる。

群生するイナゴはそれとは全く逆です。幼鳥の体は主に茶色と黒色で、草むらの中では場違いに見えます。イナゴの大群が一緒に暮らし、雪玉のように成長し続けます。彼らはめったに単独で行動せず、最終的にはイナゴの大群を形成します。

単独性および群生性のイナゴ

（写真提供：中国科学院の声）

したがって、群生するイナゴと単独生活するイナゴは相対的な用語であり、2 つの形態は相互に変換される可能性があります。科学者たちはこれまでに、これら2種のイナゴによって変換された重要な化合物4VAと、これら2種のイナゴの色の変化の原理を発見している。ご興味がございましたら、弊社の他のポピュラーサイエンス記事もお読みください。

イナゴの大群

（写真提供：veerフォトギャラリー）

群生するイナゴは、オスとメスの比率が1:1くらいの大きな群れを形成するので、当然パートナーを見つけるのは非常に簡単で、基本的に難しいことはありません。しかし、孤独なイナゴはどうでしょうか?彼らは皆「一匹狼」で、中には幼い頃から同類の動物を見たことがない者もいる。それで、彼らはまだ繁殖に成功できるのでしょうか?しかし、科学者たちは、それでも孤独なイナゴが繁殖し、子孫を残すことができることを発見した。理由は何ですか？

イナゴの繁殖

多くの昆虫は音を出すことができますが、イナゴも例外ではありません。ということは、その音が異性のイナゴを引き寄せるということでしょうか？しかし、科学者による現在の研究では、音が異性のイナゴを引き寄せる役割を果たしているという証拠は見つかっていない。

これに先立ち、サバクトビバッタ（Schistocerca gregaria）の性フェロモンも注目を集めていた。また、メスのサバクトビバッタが放出する2,6-ノナジエンや吉草酸などの化合物が、オスの電気生理学的反応（EAG）を引き起こし、交尾行動を誘発する可能性があることも判明しています。ベンジルアセトニトリル（PAN）は、以前はサバクトビバッタの集合フェロモンまたは性フェロモンであると考えられていましたが、しばらく前に警告化合物であり、トノサマバッタ（Locusta migratoria）が鳥の捕食や共食いと戦うために使用する毒素の前駆物質であることが判明しました。

これは、群生するイナゴと単独生活するイナゴの違いは見た目だけでなく、匂いでもわかることを思い出させます。例えば、群生するイナゴが放出する 4-ビニルアニソール (4VA) は集合フェロモンとして作用し、同じ種の個体を誘引して群れを形成させ、メスのイナゴの同期した性成熟を促進します。そこで科学者たちは当然、孤独に生きるイナゴも同種のイナゴを引き寄せるために同様の化合物を持っているのではないかと考えた。結局のところ、匂いは遠くまで伝わるのです。

イナゴの幼虫

（写真提供：veerフォトギャラリー）

まず、科学者たちは、イナゴの触角にある嗅覚を司るいくつかの構造がオスとメスで異なり、成虫のイナゴのほうが数が多いことを発見しました。これは、オスとメスのイナゴの間のコミュニケーションを実現するには特別な化学信号があるはずだという、嗅覚情報に関する仮説をさらに裏付けています。

そこで科学者たちは、オスとメスのイナゴから揮発性化合物をすべて採取し、1匹ずつ分離してイナゴの行動実験を行い、たゆまぬ努力の末、ついに、単独行動をするメスのイナゴが大量に放出するジブチルフタレート（DBP）が、単独行動をするオスの昆虫と群がるオスの昆虫を引き寄せることができ、昆虫の数が少ないほど、誘引力が強くなることを発見した。これは孤独なイナゴの愛の問題を完璧に解決するのではないでしょうか!これにより、極めて低い密度で孤独に暮らすイナゴが、うまく交尾相手を見つけて繁殖することが可能になります。

では、孤独なイナゴの「愛」の旅を理解するのに役立つこと以外に、私たちが発見したこの現象にはどのような意味があるのでしょうか?答えはイエスです。まず第一に、生物学は広範囲にわたる研究の蓄積を必要とする基礎科学です。昆虫の研究が、将来の人類の研究に何らかのアイデアをもたらすこともあります。もちろん、これには運の要素も多少はあります。一方、イナゴは群居生活と単独生活の間で変化する特性があるため、主に単独生活の雌昆虫によって生成されるこの誘引物質は、イナゴの大量発生を検知し、予防するための潜在的な資材でもあります。

参考文献:

[1] 崔W、Ge J、Chen D、Nie