科学者たちは1万匹のミミズにピザを分け与えた。その理由は心温まるものなのでしょうか？

執筆者: Qi Zai

レイアウト: 白若兵

すみません、クロミミズアブの幼虫（通称：ウジ虫）がどのように食べるのか知りたいですか？

10,000匹のアメリカミズアブの幼虫が一緒にピザを食べる様子を見てみませんか?

16インチのピザを2時間で食べきれるそうです！！

最近、広範囲にわたる読書をしているときに、この驚くべき、そして極めて「役に立たない」研究に出会いました。

農家が高タンパク質の鶏の飼料をより早く入手できるようにするために、科学者たちはクロミバエの幼虫を素早く培養する方法を研究し始めた。

回収した食品廃棄物を幼虫の群れに餌として与える企業もあると報じられている。腐った残り物を食べた後、これらのウジ虫は、人間が好んで食べる鶏や魚などの動物のための高タンパク質の飼料に変えることができます。

このようにして、ウジ虫はよく食べ、鶏は強くなり、人間は高品質の肉を食べるという完璧な生物学的サイクルが形成されます。これは、生態学的に持続可能な食糧生産にとって恩恵であると言えます。

そこで、ウジ虫の増殖率をいかに高めるかが重要なポイントになります。諺にあるように、早く食べれば早く成長します。そのため、科学者たちはウジ虫の餌付けについて徹底的な研究を行ってきました。

ウジの成長が速いほど、飼料として使われる時間が短くなり、鶏は高品質のタンパク質を途切れることなく摂取でき、人間は高品質で安価な肉を食べることができる。

これらのウジ虫がどのようにして大量の食物を食べるのかを研究するために、研究者たちは、透明なガラスの箱の中で35℃に保たれたオレンジスライスをミミズアブの幼虫が食べる過程を完全に記録した。

研究チームは、液体の動きをシミュレートするソフトウェアを使用して、個々のウジ虫の流れを追跡し、うごめく体のパターンを探した。

一見混乱しているように見えるが、幼虫は噴水から水が噴き出すように動いていると研究は述べている。空腹のウジ虫は下から餌に向かって押し出され、満腹の幼虫は汲み上げられます。（写真の通り）

図 |幼虫が食べている写真（出典：「Journal of the royal society interface」）

この「ウジの噴水」により、空腹の幼虫が周囲の餌を食べるのをやめた幼虫の代わりに餌を食べ、餌を食べ続ける仕組みになっています。研究者らは、このプロセスに対する理解を深めることで、幼虫を養殖する企業が規模を拡大し、より多くの食品廃棄物を食品に変えるのに役立つ可能性があると述べている。

もちろん、この驚くべき研究の背後には厳密な論理が存在します。

これまでの研究では、動物の集団移動について多くの研究が行われてきましたが、そのほとんどは渡りに限定されており、集団での摂食についてはほとんどわかっていません。

大規模農業集団飼育においては、豚、牛、羊、鶏、アヒル、魚などの大規模飼育など、多くの回り道が取られました。近年になってようやく突破口が開かれた。

しかし、これらの動物は比較的大きく、その数は制御されています。昆虫の集団飼育の分野に関しては、個体のサイズが小さく、数が多いため、まだ初期段階にあります。

この研究では、科学者たちは実験対象において大胆な進歩を遂げ、食品廃棄物の処理の専門家であるミズアブの幼虫を選んだ。

図 |クロミミズアブの幼虫（出典：「Journal of the royal society interface」）

実験に使用されたクロミバエの幼虫は、汚れた肥料農場から採取されたもので、生後8日から12日で、重さは約0.1グラムでした。

選ばれた被験者は皆、科学研究に非常に熱心で、実験を行う前の 24 時間、空腹のままでした。

実験では、幼虫単独の研究と幼虫群の研究観察（600 ml、幼虫約3500匹）を実施しました。撮影にはソニーの超高解像度ハンドヘルドカメラが使用され、画像のデジタル化とデータ抽出には Matlab が使用され、幼虫の流速の測定には粒子画像速度計が使用されました。

図 |粒子画像速度測定実験装置（出典：「Journal of the Royal Society Interface」）

研究者らは一連の高エネルギー分析を行った後、幼虫集団の摂食速度の数学的モデルを提案し、その結果を分析した。

まず、1匹の幼虫を解釈します。幼虫の体はくさび形で、先端に長さ 0.4 mm の黒い三角形の「くちばし」があります。くちばしには上顎ブラシ、噴気孔ブラシ、下顎ブラシが含まれています。

研究者らは、餌を与えた個々の幼虫を分析したところ、幼虫の30パーセントは餌を食べなかったことを発見した。これらの幼虫は餌に触れる代わりに、容器の周囲を歩き回っていましたが、その謎は未だ解明されていません。

図 |幼虫の口（出典：「Journal of the royal society interface」）

群れ実験では、幼虫は最初オレンジスライスの周りに均一な層状に分布し、実験の最初の 5 分間はスライスの周りに集まり続けました。実験が始まったとき、山はほぼ円錐形で、一番上の高さには幼虫が 8 匹、横の高さには幼虫が 40 匹いました。この形態は幼虫が最高の摂食速度に達するのに役立ちます。（写真のようにもう一度再生してください）

幼虫はオレンジのスライスを食べながら回転させますが、この回転は容器の壁によって制限されるため、オレンジの消費が速まります。幼虫の数と摂食率には関係があります。一連の実験と計算の結果、N が特定の値に達すると、給餌速度がピークに達し、数の増加とともにそれ以上増加しなくなることがわかりました。

図 | （a）幼虫の摂食速度を測定するための実験装置(b) 摂食速度と幼虫数の関係。点は実験データポイント、破線はモデルです（出典：「Journal of the royal society interface」）

この研究では、研究者らは、クロミミズアブの幼虫の群れがいつ、どのように餌を食べるかを詳細に観察した。幼虫が食べられる数は基本的に餌の表面積によって制限され、餌の表面積の範囲内では限られた数の幼虫しか摂食できないことが分かっています。

小さなグループで餌を食べているとき、餌を食べている幼虫は休むことが多く、他の幼虫が餌を得るのを妨げます。幼虫の群れは、餌の周囲に「噴水」を作り、新しい幼虫が下から這い入ってきて上から「汲み上げられて」餌となる「ウジの噴水」を作ることで、この問題を克服します。

これらの小さな虫の知能は、私たちが想像するよりもはるかに高い可能性があると言わざるを得ません。

最後に、幼虫の友達の5秒間の給餌ビデオをご覧ください。

一連の不快な生理的反応を引き起こすのは簡単です!ご注意の上ご入場ください！