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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

けむしが たべる はっぱは、だれが どうやって きめて いるの?

毛虫のごはんは、だれがどうやって決めているのか ── アゲハとモンシロチョウの食べ分け

毛虫の食草はなぜ種ごとに限られるのか ── 母チョウの前脚の味見と、植物の化学防御

分野:生きもの

アゲハの なかまの けむしは、ミカンの なかまの はを たべます。でも、おなじ アゲハの なかまの キアゲハは、ニンジンや パセリの はを たべます[1]。

けむしは、じぶんで たべものを えらんで いるのでしょうか。じつは、えらぶのは、たまごを うむ おかあさんの ほうです。この きじで、おかあさんが どうやって はを えらぶのか、どうして たべものが かぎられて いるのかが わかります。

同じアゲハチョウの仲間なのに、ナミアゲハの幼虫はミカン科の葉を食べ、キアゲハの幼虫はニンジンやパセリと同じセリ科の葉を食べます[1]。しかも、その食べ物を決めているのは、生まれてきた毛虫ではないようです。

では、だれが、どうやって葉を選んでいるのでしょうか。ナミアゲハの母親は、前脚で葉をトントンたたいて産卵先を選ぶと報告されています。その「味見」のしかたと、食べ物が限られる理由、葉以外を食べる幼虫の例が分かります。

ナミアゲハの幼虫はミカン科、キアゲハの幼虫はセリ科、モンシロチョウの幼虫はアブラナ科と、近縁のチョウでも幼虫が食べる植物の科はまったく異なる[1][2]。ところが、この選択を行っているのはふ化した幼虫ではなく、産卵する母親だと報告されている[3]。

母チョウは何を手がかりに植物を選び、なぜ幼虫の食べ物は限られるのか。前脚の化学感覚、植物の化学物質と幼虫の解毒、葉以外を食べるガの例を通して分かる。

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1. おなじ なかまなのに、たべる はが ちがうの?

1. 同じアゲハの仲間でも、食べる葉の種類が違う

1. 近縁のチョウでも、食草の科が異なる

けむしを みつけたら、どんな ところに いるか、みて みましょう。けむしは、どこにでも いるわけでは ありません。その けむしが すきな はっぱの ある ところに いることが おおいのです。

ナミアゲハの けむしは、サンショウや カラタチなど、ミカンの なかまの はを たべます。キアゲハの けむしは、セリや ニンジン、パセリの はを たべます[1]。ミカンと ニンジンは、ぜんぜん ちがう 植物しょくぶつです。

モンシロチョウの けむしは、キャベツや ダイコン、カブなどの はを たべます[2]。ぜんぶ アブラナの なかまの 野菜やさいで、とくに キャベツが すきだと いわれます。

では、この たべものは、だれが きめて いるのでしょうか。

庭や畑で毛虫を探すと、どんな植物にいるかで種類がだいたい決まっていることに気づきます。ナミアゲハの幼虫はサンショウ、キハダ、カラタチなどミカン科の葉を食べます。一方、キアゲハの幼虫はセリやシシウド、栽培されたニンジンやパセリなどセリ科の葉を食べます[1]。名前も姿も似た仲間なのに、食べる植物の科が違うのです。

モンシロチョウの幼虫は、キャベツやハクサイのほか、ダイコン、カブ、ワサビなどアブラナ科の野菜を食べ、とくにキャベツを好みます[2]。こうして並べると、毛虫の食べ物は「葉なら何でもよい」ではなく、種ごとに植物の科で決まっていることが分かります。

この選び方は、毛虫自身が歩き回って試した結果なのでしょうか。次の章で、その答えを見ます。

ナミアゲハの幼虫の食草は、サンショウ、キハダ、カラタチなどミカン科である。同じアゲハチョウ科のキアゲハは、セリ、シシウドなどの野生種に加え、ニンジン、パセリといった栽培種のセリ科を食べる[1]。近縁種でも、利用する植物の科が重ならない例である。

モンシロチョウの幼虫は、キャベツ、ハクサイ、ダイコン、カブ、ハナヤサイ、ワサビなどアブラナ科の野菜を食害し、とくにキャベツを好む[2]。ここで注目したいのは、これらが「ひとつの科」にそろっている点だ。毛虫の食べ物は、種ごとに特定の科に限られる傾向がある。

ただし、この「限られる」という性質を、全種の割合として数字で言える資料は、今回扱った範囲にはない。ここでは例として読んでほしい。次に、この選択がだれによって、どの段階で行われるのかを見る。

2. たべものを きめるのは、おかあさん

2. 食べ物を決めるのは、卵を産む母チョウ

2. 選択の主体は、幼虫ではなく産卵する母親

けむしは、たまごから うまれたら、すぐに はを たべはじめます。だから、たまごが うみつけられた ばしょが、その けむしの ごはんに なります。

ナミアゲハの おかあさんは、たまごを うむ とき、はの うえで ふしぎな ことを します。まえあしで、はを とんとんと たたく のです。この うごきは、ドラミングと よばれて います[3]。

まえあしには、あじを かんじる しくみが あります。おかあさんは、たたいて、はの せいぶんを しらべて います。そして、ナミアゲハは とくべつな せいぶんを みつけた ときだけ、その はに たまごを うむと、けんきゅうで ほうこくされて います[3]。

けむしが うまれて すぐに たべる ごはんは、おかあさんが あしで あじみを して えらんで くれて いたのです。

卵から出た幼虫は、すぐに目の前の葉を食べ始めます。だから、どの植物に卵を産むかが、そのまま幼虫の食べ物になります。ここで選んでいるのは、母チョウです。

ナミアゲハのメスは、産卵のとき葉の表面を前脚でトントンとたたきます。この行動は「ドラミング」と呼ばれます。前脚には化学物質を感じ取る器官があり、特定の化合物を検出したときだけ、その植物に卵を産むと報告されています[3]。

つまり、母チョウは前脚で葉を「味見」して、わが子の食べ物かどうかを確かめているのです。生まれた毛虫が試行錯誤で食べ物を探すのではありません。題名の問いへの答えの要点は、ここまでです。

では、前脚は何を感じ取っているのでしょうか。

幼虫はふ化後ほどなく摂食を始めるので、産卵場所の選択が、そのまま幼虫の食草の決定になる。ナミアゲハのメスは、産卵時に葉の表面を前脚でたたくドラミング行動を行い、前脚の化学感覚子が特定の化合物を検出したときだけ宿主植物に産卵する[3]。

この報告で重要なのは、前脚の「味見」の結果が産卵という行動を直接左右する点である。幼虫に選ぶ余地がまったくないという意味ではないが、題名の問いの出発点は、母親による植物の識別にある。

では、前脚は何を、どうやって見分けているのか。次章でその仕組みを見る。

3. まえあしは、なにを あじみして いるの?

3. 前脚の味覚センサーは、決まった物質を探している

3. 産卵刺激物質とシネフリン受容体

おかあさんの まえあしは、はの なかの ある ものを さがして います。その ひとつが、「シネフリン」と いう ぶっしつです[3]。

2011ねんに、まえあしの なかに、シネフリンだけに はんのうする あじの しくみが みつかりました。その しくみを はたらかなく すると、まえあしは シネフリンを かんじにくく なり、たまごを うむ ことも すくなく なりました[3]。

ただし、シネフリンは、おかあさんが たまごを うむ ための てがかりの ひとつです。これだけで ぜんぶが きまるわけでは ありません。

2011年、ナミアゲハの前脚で、産卵刺激物質の一つ「シネフリン」にだけ反応する味覚の受容体(PxutGr1)が見つかりました。この受容体の働きを抑えると、前脚のシネフリンに対する感度が下がり、産卵行動も強く下がったと報告されています[3]。

注意したいのは、シネフリンは産卵を促す物質の「一つ」だということです。母チョウは、複数の手がかりを前脚で確かめていると考えられます。葉の見た目や匂いなどがどう関わるかは、この資料だけでは分かりません。

それでも、前脚に「この物質が見つかったら産む」という専用のセンサーがあることは、毛虫の食べ物が偶然ではなく、仕組みとして決まっている証拠のひとつです。では、なぜ毛虫の食べ物はここまで限られるのでしょうか。

ナミアゲハのドラミングで検出される産卵刺激物質のひとつがシネフリンである。2011年の報告で、シネフリンに特異的に反応する味覚受容体PxutGr1が同定され、この受容体の発現を抑えると、前脚のシネフリン感受性と産卵行動がともに低下した[3]。

ただし、シネフリンは産卵刺激物質の一つにすぎない。この資料からは、他の物質や、匂い・視覚などの手がかりとの組み合わせまでは分からず、受容体ひとつで産卵が決まるとは読めない。

また、この結果はナミアゲハでの研究であり、他のチョウに同じ仕組みがあるとは限らない。それでも、「前脚の化学センサーが特定の物質を探す」という枠組みは、食草が種ごとに決まる理由を考える足場になる。次は、植物側の事情を見る。

4. どうして たべる はは かぎられて いるの?

4. 植物の毒を処理できる毛虫は、その葉を食べられるという見方

4. 植物の化学防御と解毒という見方

植物しょくぶつも、むしに たべられたくは ありません。そこで、むしが きらう ものを、じぶんの なかに つくる ものが います。

その ものを たべても へいきな むしだけが、その はを ごはんに できる、と いう かんがえかたが あります[9]。

その せいぶんを へいきに できる けむしだけが、ほかの むしと ごはんを とりあわずに すむ のかも しれません。ただし、ここは まだ わかって いない ことも あります。

おもしろいのは、毒どくの ある 植物しょくぶつを わざと たべる けむしも いる ことです。

植物は動けないので、虫に食べられないように化学物質を作って身を守っています。その物質を無毒にできる幼虫だけが、その植物を食べられる、と説明する見方があります[9]。

この見方に立つと、毛虫の食べ物が限られるのは「好き嫌い」ではなく、「その植物の毒を処理できるかどうか」という事情が大きいと考えられます。ただし、進化の細かい道筋には、まだ分かっていない部分があります。

さらに面白いのは、毒を逆に利用する毛虫がいることです。オオゴマダラの幼虫は、毒のあるホウライカガミ(キョウチクトウ科のつる植物)を食べて育ち[8]、昆虫の解説記事では、その毒を成虫になるまで体に持ち続けて、天敵に食べられにくくなるとされています[7]。毒の成分や量は、資料では分かりません。

植物が虫の食害を避けるために化学物質を作り、それを無毒化できる幼虫だけが食草にできる、と説明する見方がある[9]。この見方では、食草の限定は、植物の防御と幼虫の解毒能力の組み合わせとして理解される。

ただし、この見方は解説資料にもとづくもので、個々の種で解毒の仕組みが確かめられているわけではない。食草の限定の進化的な過程にも、不明な部分が残っている。

さらに、植物の毒を防御に再利用する例もある。オオゴマダラの幼虫はキョウチクトウ科のホウライカガミを食べて育つ[8]。この毒は成虫まで保たれ、天敵に食べられにくくなるとされる[7]。ただし、毒成分名や量は資料から確認できず、「とされる」の範囲にとどまる。

5. はっぱを たべない けむしも いるの?

5. 食べ物がきわめて限られる蚕と、葉以外を食べる幼虫

5. 極端な専食者のカイコと、葉以外を食べるヒロズコガ類

かいこ(蚕かいこ)は、ほとんど くわの はだけを たべます[4]。ながい あいだ ひとに かわれて きたので、ひとが くわの はを あげないと いきて いけません[4]。

いっぽう、はっぱでは なく、かれはや、きの はだに つく ちいさな ものを たべる がの ようちゅうも います[5]。なかには、いえの なかで、けおりものを たべる ものも います[5]。

ひとくちに けむしと いっても、たべものは ほんとうに いろいろです。

食べ物が極端に限られる例が、蚕です。カイコは、ほぼ桑の葉だけを食べます。長い間人に飼われて家畜化が進み、人が桑の葉を与えないと生きられません[4]。

反対に、葉ではないものを食べる幼虫もいます。ヒロズコガ類は、ほとんどの種の幼虫が屋外で地衣類や枯れ葉、菌類などを食べて育ちます。屋内で毛織物や植物質の乾物を食べる種もあります[5]。

「毛虫は葉を食べるもの」というのは大きな流れですが、種ごとに食べ物の幅は大きく違います。庭の毛虫を見るときは、どの種で、どの植物にいるかが手がかりになります。

カイコはほぼ桑の葉のみを摂食し、家畜化が進んだ結果、人が桑の葉を与えないと生育できない[4]。食草の限定の極端な例だが、これは人間の飼育下で進んだ側面があり、野外のチョウやガの状況とは分けて考える必要がある。

一方、ヒロズコガ類のほとんどの種は、幼虫が屋外で地衣類、枯れ葉、菌類などを食べて育つ。屋内で毛織物や植物質の乾物を食害する種も含まれる[5]。ガの幼虫の食べ物は、生きた葉に限らない。

この幅の広さは、食べ物を「植物の科」で語ってきた前章までの整理が、全体の一部であることを示す。毛虫の食べ物は、種によって、限られ方も、中身も大きく異なる。

6. やさいうりばで、ちょうの ごはんを さがして みよう

6. 台所と庭で、毛虫の食べ物を確かめる

6. 身近な植物で「科」を手がかりに確かめる

おうちの ちかくの やさいうりばや だいどころで、ニンジンや パセリ、ダイコン、キャベツを みて みましょう。ニンジンと パセリは、キアゲハの けむしが たべる なかま、ダイコンと キャベツは モンシロチョウの けむしが たべる なかまです[1][2]。

もし にわで けむしを みつけたら、さわらないで、とおくから みましょう。けむしの なかには、けに さわると かぶれる ものが います[6]。ツバキや サザンカに いる けむしは、チャドクガかも しれません[6]。

いる ばしょと はっぱの しゅるいを、メモして みましょう。けむしの ごはんが わかれば、どんな ちょうや がに なるのかも、きっと そうぞうできます。

台所の野菜を、ちょうの「食べ物」として見直すことができます。ニンジンとパセリはキアゲハ、ダイコンとキャベツはモンシロチョウの幼虫の食べ物です[1][2]。野菜売り場や家庭菜園で、虫食いのある葉を見つけたら、その植物の科から、どのチョウが来たのかを想像できます。

庭で毛虫を見つけたら、素手で触らず、距離をとって観察します。チャドクガは、ツバキやサザンカ、チャなどの葉を食べ、幼虫も成虫も毒毛に触れると皮膚炎を起こします[6]。ただし、毛虫がみな毒毛を持つわけではありません。

見つけた場所、葉の名前、毛虫の色や模様をメモしておくと、あとで図鑑や自治体の資料と照らし合わせられます。母チョウが前脚で選んだ葉を、人間も目で確かめているわけです。

身近な確かめ方として、台所や売り場の野菜を科で分類し、アブラナ科(キャベツ、ダイコン、カブ)とセリ科(ニンジン、パセリ)がそれぞれモンシロチョウ、キアゲハの食草に当たることを確認できる[1][2]。複数の資料を科でそろえて並べると、「食べ物の限定は科の単位で見られる」という枠組みが具体的になる。

庭で毛虫を見つけた場合は、素手で触らず、距離をとって観察する。ツバキ科(ツバキ、サザンカ、チャ)に発生するチャドクガは、幼虫・成虫とも毒毛で皮膚炎を起こす[6]。ただし、これは種ごとの性質であり、毛虫一般に当てはまるわけではない。

原典に当たるなら、Nature Communications 2:542(2011)の要旨が日本語で読める[3]。前脚の受容体の実験が、どのような手順で食草選択と結びつけられたのかが分かる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:公的機関の資料と論文の要旨を主に使い、一部は解説記事や新聞記事を補助的に使った。何に使ったかは項目ごとに書いている。

  1. 長野市自然史館「茶臼山の自然」。https://www.city.nagano.nagano.jp/museum/sizensi/04_nature4b1.html (アゲハチョウとキアゲハの食草について)
  2. 島根県「モンシロチョウ(キャベツの病害虫)」。https://www.pref.shimane.lg.jp/industry/norin/gijutsu/nougyo_tech/byougaityuu/byougaityuu-index/kyabetu/ky-monshiro.html (モンシロチョウの食べる野菜について)
  3. Nature Communications 2:542(2011)要旨 ネイチャーアジア。https://www.natureasia.com/ja-jp/ncomms/abstracts/35071 (ナミアゲハの前脚による産卵植物の選択と、シネフリン受容体について)
  4. 観光庁 多言語解説文データベース「カイコのたべもの」。https://www.mlit.go.jp/tagengo-db/R1-00062.html (カイコが桑の葉だけを食べることについて)
  5. 名古屋市「ヒロズコガ類」。https://www.city.nagoya.jp/kenkofukushi/eisei/1015269/1034848/1015298/1034489/1034407/1015362.html (葉以外を食べる幼虫について)
  6. 目黒区「チャドクガ」。https://www.city.meguro.tokyo.jp/seikatsueisei/kenkoufukushi/eisei/cyadokuga.html (チャドクガの食べる植物と毒毛について)
  7. @DIME 牧田習氏の記事。https://dime.jp/genre/2083704/ (オオゴマダラが毒を保つとされる説明。解説記事)
  8. 琉球新報「ホウライカガミを育てる」。https://ryukyushimpo.jp/living-style/entry-313474.html (オオゴマダラの食草について。新聞記事)
  9. 生命誌研究館(BRH)研究報告・解説。https://www.brh.co.jp/upload/labo_activity/lab01/attach/201701.pdf (植物の化学防御と幼虫の解毒という見方。解説資料)

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