さとうの ちかくに、ありが 1れつに なって いる ところを 見た ことが ありますか。ありの 行列は、まっすぐな 日も あれば、くねくね 曲がる 日も あります。

この 行列の 道の とちゅうを、ゆびの はらで すこしだけ こすると、ありたちは 道を うしなって、うろうろ しやすく なります。ありに さわる のでは なく、地面の あとを けす だけです［1］。

ありは おなかの さきから、「においの 道しるべ」を 出して います。この においを、ほかの ありが たどって 歩くのです。こすると、その においが きえて しまうのですね。

砂糖のこぼれたところに、アリが一列に並んで歩いている。そんな場面を見たことはないでしょうか。行列の道の途中を指の腹で軽くこすると、アリは道を見失って、うろうろしやすくなります。アリの体には触らず、地面の跡だけを消すのがコツです［1］。

アリは、おなかの先から出すにおいの道しるべ（フェロモン）を地面につけ、ほかのアリがそれをたどって行列になります［1］。指でこすると、このにおいが消えてしまうので、道が切れたように感じるのだと考えられます。

では、このにおいは、いつ、どんなときにつけられるのでしょうか。

家庭でも試せる観察がある。アリの行列の途中を、アリ自体には触れずに、地面だけ指でこする。すると、その先で行列が乱れ、アリが迷うように動く。これは、行列の道が目に見える線ではなく、地面にしみた化学物質の跡だと考えると説明がつく［1］。

アリは腹部の先から道しるべのにおいを出して地面につけ、ほかのアリがそれをたどることで行列になる［1］。ただし、これは「こすったら迷った」という身近な観察から導いた説明であり、においの成分や量までは、この観察だけでは分からない。

そこで問題は、においが誰によって、どの場面でつけられるのかに移る。

えさを 見つけた ありは、すに もどる とき、おなかの さきを 地面に ちかづけて、においを つけて いきます［2］。

それを かぎつけた ほかの ありが、その においを たどって えさの ところへ 行きます。えさの ところに ついた ありも、かえりに また においを つけます。

通る ありが ふえると、においも どんどん こく なります。こい においの 道ほど、さらに たくさんの ありが あつまります。こうして、1れつの 行列が できあがるのです。

この においを 「フェロモン」と いいます。1959ねんに、2人の けんきゅうしゃが 出した 名前だと いわれます［2］。

餌を見つけたアリは、巣へ戻るときに、おなかの先から道しるべのにおいを地面につけます。辞典には、後腸でできたフェロモンを腹部の先から出して、ほかのアリを餌へ導くと書かれています［2］。

においに気づいた仲間が、その道を通って餌に着き、帰りにまた同じ道ににおいをつけます。通るアリが増えれば、道のにおいは濃くなります。濃い道ほど、さらに多くのアリを引きつけます。このように、結果が原因を強める流れを、研究では自己強化の過程と呼んでいます［3］。

フェロモンという名前

「フェロモン」は、1959年にカールソンとリューシャーが提案した言葉です。体の外に出され、同じ種の別の個体に特定の行動などを起こさせる物質をいいます［2］。

ここまでで、行列ができる理由の要点は出そろいました。ところが、においはずっと残るわけではありません。

餌を見つけたアリは、巣へ戻る途中で、後腸でつくられたフェロモンを腹部の先端から地面につける。これが、ほかの個体を餌へ導く道しるべになる［2］。ここで重要なのは、道しるべを足すのが、その道を通ったアリ自身だという点である。

アルゼンチンアリを調べたペルナらの論文は、行列が自己強化（autocatalytic）の過程で生じると述べる。歩きながらフェロモンをつけ、そのにおいに反応してたどるため、通る数が多い道ほど濃くなり、さらに多くが通る［3］。そのため、行列の成立に、全体を見渡して指示を出す個体は必要ない。

「フェロモン」という語は、1959年にカールソンとリューシャーが、体外に出されて同種の別個体に特定の反応を起こす物質の総称として提案した造語である［2］。

だが、濃くなる一方であれば、最初に決まった道が永久に使われ続けてしまう。道しるべには、もう一つの性質があるはずだ。

いいえ。においは、すこしずつ 空気に まざって きえて いきます。ありの 道しるべの においも、時間が たつと うすく なります［3］。

あるいみで、ありの 道は、水で かいた 線に にて います。ただし 本当は、水と ちがって、きえる はやさは においの しゅるいや 場所で かわります。

アルゼンチンアリの けんきゅうでは、においが はんぶんに なるまでに、すくなくとも 30ぷんは かかると 見つもられました［3］。30ぷんで ぜんぶ きえる という いみでは ありません。

だれも つかわなく なった 道は、においが うすく なって、やがて つかわれ なく なります。つかわれる 道だけが、こく のこるのです。

道しるべのにおいは、揮発性の物質で、時間がたつと空気中へ蒸発していきます。使われなくなった道は、においが薄れて、だんだん目立たなくなります。

消える速さの目安

アルゼンチンアリを調べた研究は、フェロモンが蒸発して半分になるまでに、少なくとも30分はかかると見積もっています［3］。これは下限の見積もりで、「30分で消える」という意味ではありません。アリの種類や気温などの条件で、速さは変わると考えられます。

消えるのは、困ったことではない

においが濃くなる一方だと、最初に選ばれた道がいつまでも使われ続けます。薄れる性質があるから、使われなくなった道は自然に消え、よく通る道だけが残ります。

ここで一つ、気になることが出てきます。長さのちがう道が二本あったら、においの仕組みだけで、短いほうが選ばれるのでしょうか。

道しるべのフェロモンは揮発性なので、時間がたつと蒸発して薄れる。ペルナらの論文は、アルゼンチンアリのフェロモンの蒸発の半減期について、少なくとも30分あると見積もっている［3］。

この30分は下限である。種や気温などの条件で値は変わり得るので、「30分で消える」と読んではならない。半減期とは、量が半分になるまでの時間のことで、半分になった時点では、まだ道としては残っている。

この「薄れる」性質は、行列の働きに欠かせない。濃くなる一方では、最初に偶然選ばれた道が、後から有利な道が現れても使われ続ける。使われなくなった道ほど薄れ、よく通る道は足されて濃く保たれる。この足し算と引き算の釣り合いが、道の選択を柔軟にしていると考えられる。

では、実際に二本の道を用意すると、どちらが選ばれ、その理由はどう説明できるのか。

ありの すと えさ場の あいだに、2ほんの はしを かけた じっけんが あります。1989ねんに、ゴスさんたちが アルゼンチンアリで おこないました［4］。

2ほんの はしの 長さが おなじ ときは、はじめは どちらの はしも つかわれます。でも、やがて かたほうに かたよって いきます。

長さが ちがう ときは、みじかい はしに ありが あつまります。長い はしと みじかい はしを くらべると、みじかい はしの ほうが はやく えさ場に つきます。かえりも はやいので、においが はやく こく なるのです［4］。

えさ場に 先に つくのは、みじかい はしを えらんだ ありたちです。だから みじかい はしに、においが たまりやすく なります。こうして、だれも きめて いないのに、みじかい 道が えらばれます。

1989年に、ゴスさんたちはアルゼンチンアリの巣と餌場を、二本の橋でつなぐ実験をしました［4］。

同じ長さの橋、ちがう長さの橋

二本の橋の長さが同じなら、最初はどちらも使われますが、やがて片方に偏っていきます。長さがちがえば、短いほうに集まります。

なぜ短いほうなのでしょうか。アリは、歩く速さも、においをつける割合もほぼ同じです。長い橋は、通り抜けるのに時間がかかります。そのため、先に餌に着くのは短い橋を選んだアリです。帰り道でも短い橋には多くのにおいがあるので、さらに選ばれ、においがますます濃くなります［4］。

短い橋を後から開けると

この実験には続きがあります。最初は長い橋だけを渡しておき、30分後に短い橋を開けると、アリはほとんど短い橋を選ばなかったと紹介されています。長い橋のほうに、すでにフェロモンが積もっていたからです［4］。

この仕組みは完璧ではない、ということでもあります。それでも、リーダーがいなくても、短い道が選ばれやすい。この「誰も決めていない」という点が、実験の一番面白いところです。

では、行列の中の一匹一匹は、どんなルールで動いているのでしょうか。

1989年、ゴス、アロン、ドヌブール、パステールスは、アルゼンチンアリの巣と餌場を二本の橋でつなぐ実験を報告した（Naturwissenschaften 76: 579-581）。橋の長さが同じなら、最初は両方が使われ、やがて片方に偏る。長さがちがえば、短い橋に集まる。ここでは、報告の概要を二次資料で読んだ範囲で書くので、偏りの割合などの数値は示さない［4］。

短い橋が選ばれる理由は、歩く速さとフェロモンをつける割合がほぼ同じなら、往復に時間のかかる長い橋では、単位時間あたりにつくフェロモンが少なくなるからだ。先に餌に着くのは短い橋を選んだアリで、その帰り道では短い橋の濃度のほうが高く、さらに選ばれて濃くなる。この好循環に、全体を見渡す個体は関わらない（自己組織化）［4］。

もう一つの実験が、この仕組みの限界を示す。最初に長い橋だけを使わせ、30分後に短い橋を開けると、長い橋にすでにフェロモンが積もっているため、短い橋はほとんど選ばれなかった。この実験の説明も、二次資料で読んだ範囲である［4］。濃い道ほど選ばれる性質は、最適な道を必ず見つけるという保証ではなく、先に濃くなった道が有利になるという偏りも生む。前の章の「薄れる性質」が、その偏りをやわらげる役目をすると考えられる。

ただし、一匹一匹がこのような全体の結果を知っているわけではない。個体は、どんな単純な規則で動いているのか。

先頭の ありは、みんなに めいれいして いるわけでは ありません。アルゼンチンアリを しらべた けんきゅうでは、ありは 左右の においの こさに あわせて、曲がる むきを かえて いると わかりました［3］。

みちが 二つに わかれる ところでは、においが こい ほうを えらびます。これを ぜんぶの ありが くりかえす だけで、行列は できて いくのです。

おなかが ぺこぺこの ありは すから えさ場へ、おなかが いっぱいの ありは その ぎゃくへ たどる、という 中学生・高校生の 発表も あります［5］。くわしい ことは、これから しらべられて いきます。

ありの 行列は、じゅうたいが おきにくいと いう けんきゅうが あります。ほぼ おなじ はやさで あるき、おいぬきを せず、いくつかの 道を つかうからです［6］。

先頭のアリが行列を率いているように見えますが、研究者の説明はちがいます。アルゼンチンアリの一匹一匹は、左右のフェロモンの濃さに応じて曲がる向きを変えており、時間をかけて濃さを足し合わせてはいません。道が分かれるところでは、分かれ先の濃さに応じて選ぶと報告されています［3］。

つまり、指揮役がいなくても、一匹ずつが「濃いほうへ進む」という簡単な反応をくり返せば、全体として行列ができます。ただし、一匹ずつが道にどう反応するのか、細かい点はまだ研究が続いています［3］。

同じ道しるべを、逆向きにたどる

中高生の発表を紹介した記事には、アルゼンチンアリで、空腹のアリはフェロモンの跡を巣から餌場へ、満腹のアリはその逆向きにたどることが分かった、とあります［5］。発表の紹介なので、確定した結論というより、面白い手がかりとして読むのが安全です。

行列はなぜ渋滞しにくいのか

トレント大学の研究者らの動画解析を紹介した記事によると、アリの行列は、ほぼ一定の速度で動き、複数のルートを使い、追い越しをしないため、渋滞しにくいといいます［6］。

では、この話を、家のまわりのアリで確かめることはできるでしょうか。

個体は全体を見ているのか。ペルナらの論文によると、アルゼンチンアリの個体は、左右のフェロモン濃度に応じて曲がる向きを変える。時間をかけて濃度を積算することはない。個体は、足もとの左右の局所的な濃度に応じて曲がる［3］。個体の規則は局所的で単純であり、大きな行列の形は、その反応の積み重ねとして現れると考えられている。ただし、分岐での道の選び方の細部は、まだ分かっていない。同論文も、個々のアリが道にどう反応するかの細部は研究が続いていると述べる［3］。

この単純さは、逆向きの利用にも関係する。『化学と生物』が紹介した中高生の発表では、アルゼンチンアリの空腹の個体は軌跡を巣から餌場へ、満腹の個体はその逆向きにたどることが分かったという。同じ道しるべを、状態によって逆に読むらしい。ただし、これは発表の紹介であり、論文級の確定事実として一般化はできない［5］。

行列の効率にも、報告がある。トレント大学のウォリアーズらの動画解析を紹介した2025年の記事は、アリの行列がほぼ一定の速度で動き、複数のルートを使い、追い越しをしないため、渋滞しにくいとしている。報道記事なので数値はなく、対象の種も記事からは分からない［6］。

アリは、地面に残ったフェロモンの濃さに反応して道を選ぶ。濃さ・薄れ方・進む向きという三つの条件を、実際のアリの前で観察できるか。

もし 外で ありの 行列を 見つけたら、まず 見るだけに します。ありには さわりません。かむ ありも いるので、手は 出さないでね。

行列の とちゅうの 地面を、ゆびの はらで 1か所だけ、そっと こすって みよう。行列の ありは どう うごくかな。しばらく たってから、もう 一ど 見て みよう。おとなの 人に 見て もらうと あんしんです。

こすった あとに 道が もどるか どうかは、やって みないと わかりません。じぶんの 目で 見た ことを、ノートに 書いて みよう。

外でアリの行列を見つけたら、観察してみてください。アリには触らず、行列の脇に座って見るだけで十分です。かむアリもいるので、手を出さないようにします。

道の跡を観察する

行列の途中の地面を、指の腹で一か所だけ、そっとこすります。その先でアリが迷うか、迷ったとしてどれくらいで行列が元に戻るか。記事で読んだ「濃い道ほど選ばれる」「においは薄れる」が、目の前でどう見えるかを書き留めておきます。

一度こすった行列では、しばらく様子を見ます。別の日に別の行列を見つけたら、同じように観察して比べます。行列が元に戻る速さは、アリの種類や天気で変わるはずです。

原典を読むなら

論文は英語ですが、アルゼンチンアリの実験は、図が多くて数式が少ない部分から読み始められます。出典欄の資料から、気になったものを一つ選んでみてください。

観察は、アリに触れず、地面の跡だけをこすって行うのが基本である。かむ種もいるので、素手でアリに近づけない。行列の一か所を軽くこすり、その先でアリが迷うかを見て、時間をおいて行列が元に戻るかを記録する。戻る時間は、種、気温、行列の太さなどで変わり得るため、結果を一つの値として一般化しない。

原典に当たるときは、論文の見積もり（例：半減期の下限30分）が「下限」なのか「平均」なのかを見分けるとよい。二重橋実験は紹介記事を通して読んだので、気になれば著者名（ゴス、アロン、ドヌブール、パステールス）と、雑誌名・巻・ページ（Naturwissenschaften 76: 579-581）を手がかりに原論文を探せる。ペルナらの論文は、個体の反応が行列をつくる過程を扱っているので、本記事の第2章と第5章の元をたどる入口になる［3］。

残る問いもある。分岐でアリはどう濃度を比べ、空腹と満腹でなぜ向きを変えるのか。細部は研究が続いている。リーダーのいない行列が短い道に集まるのは、単純な規則を持つ個体の積み重ねから生まれる、という見方が成り立つ。