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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。

はいが ないミミズは、どんな つちの 中で いきて いるの?

肺のないミミズは、どんな土の中で生きているのか ── 皮膚呼吸と「しめり気」

皮膚呼吸をするミミズは、どこにすむのか ── 3つの生活型と、乾燥・雨の日への対応

分野:生きもの

ミミズには、はいが ありません。それでも いきて いられるのは、ひふで 空気を すって いるからです。

では、ひふで 息を する ミミズは、どんな ところに すんで いるのでしょう。あめの 日に じめんへ 出て くるのは、なぜでしょう。この 記事で、すむ ばしょの ひみつと、まだ わかって いない ことが わかります。

ミミズには肺がありません。息は、体の表面の皮膚でしています。しかも、その皮膚は湿っていないと働きません。

では、乾きに弱いミミズは、土のどこで暮らしているのでしょうか。雨の日に地面へ出てくるのは、なぜでしょうか。資料から、住む場所を分ける3つの暮らし方と、雨の日の行動の「まだ分かっていないこと」が分かります。北アメリカ北部には、もともとミミズがいなかった森もあります。

ミミズは肺をもたず、湿った皮膚から酸素を取り入れる[2]。皮膚は水を取り込みも失いもするため[3]、乾燥は死活問題になる。

この制約は、生息場所をどこまで決めるのか。同じ土の中でも、種類ごとに深さや暮らしが分かれるのはなぜか。そして、雨の日に自分から地表へ出るという、いっけん制約に反する行動は、どこまで説明されているのか。資料をもとに、確かな部分と未決着の部分を分けて読むと、その答えが分かる。

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1. ミミズの いえの だいじな じょうけんは?

1. 肺のないミミズは、なぜ湿った土を選ぶのか

1. 肺がなく皮膚で呼吸する体が、生息場所に課す条件

ミミズの すみかは、しめった つちの なかです。

わたしたちは はいで 空気を すいます。ミミズには はいが ありません[2]。からだの ひょうめんの ひふから、さんそを とりいれて います[1]。

ひふが かわくと、さんそが とおりにくく なると かんがえられて います。そこで ミミズは、ひふが ぬれた ままで いられる、つちの あなの 中に すみます[2]。ふくろの 上から 息を する ような ものです。ただし ほんとうは ふくろ では なく、いきて いる ひふ です。

ミミズは あなの 中で、ひふが かわかない ように して いるのですね。

私たちは、肺で空気を吸います。ミミズには肺がありません[2]。体の表面の皮膚のすぐ下に細い血管(毛細血管)が広がっていて、空気中の酸素と、血液の中の二酸化炭素を、そこで入れかえています[1]。

この方法には条件があります。酸素は、湿った皮膚を通って体の中へ入っていくので[2]、皮膚が乾いてしまうと困ります。ミミズが地中の巣穴にすむのは、皮膚の湿り気を保つためだと説明されています[2]。

つまり、ミミズの家の第一条件は、広さでも暖かさでもなく「湿っていること」です。この条件を満たす土の中にも、実は場所のちがいがあります。次の章で見てみましょう。

ミミズの呼吸は一般に皮膚呼吸で、表皮の下に分布する毛細管が、空気中の酸素と血液中の二酸化炭素を交換する[1]。肺はなく、酸素は湿った皮膚を通じて循環系へ直接入る[2]。

ここから、生息場所の第一条件が導かれる。皮膚が湿っていなければならないので、地中の巣穴にすむことが湿り気の維持に役立つという説明が、Britannica にある[2]。ただし皮膚は、水を取り込むと同時に失う面でもある[3]。湿り気は「あれば足りる」のではなく、常に保たなければならない。

では、湿った土でさえあれば、どこでも同じなのか。土の中には深さによって環境の差がある。種類ごとの使い分けは、次章で述べる。

2. おなじ つちでも、すむ ところは ちがうの?

2. 落ち葉の下、浅い土、深い縦穴 ── 暮らし方で3つに分かれる

2. 生活型の3区分 ── 表層性・地中性・表層採食地中性

ミミズは、すんでいる ところで、おおきく 3つの なかまに わけられます[5]。

ひとつ目は、おちばの 下に すむ なかまです。小さくて、あかい いろを して います。つちには あなを ほりません。

ふたつ目は、つちの 中に すむ なかまです。あなを たくさん ほります。からだの いろは うすめです。

みっつ目は、ふかい たての あなを ほる なかまです。おおきく そだつ ものは、からだの ながさが 1メートルちかく なります。あなの ふかさは、1メートルを こえる ことも あります。ただし これは いちばん ふかい ばあいで、ふつうは もっと あさい です[3]。

おなじ しめった つちでも、あさい ところと ふかい ところで、くらしが ちがうのですね。

ミミズは、暮らし方で大きく3つに分けられます[5]。

1つ目は、落ち葉の層にすむ型です。体は小さめで赤く、長さは3〜10cmほど。土には穴を掘りません。2つ目は、土の中だけで暮らす型で、横向きの穴をたくさん掘ります。長さは5〜15cmほどで、体の色は薄めです。3つ目は、地面から深くへのびる縦穴を掘る型です。大きいものは体長1mほどに育ち、穴は深さ1mを超えることがあります[5]。ペンシルベニア州立大学の資料にも、同じような3つの型があげられています。下層にすむ型は、深さ5〜6フィート(1.5〜1.8mほど)の縦穴を持つことがあります[3]。

ただし、これは「最大でここまで」の値です。イギリスの墓地での調査では、縦穴の深さは平均0.5mほどだったとされ、固い層があると0.2mほどになります(条件で変わります)。毎日1m以上もぐるわけではありません。

日本のミミズは

日本を含む東アジアのミミズは、大部分がフトミミズ科の仲間です。京都大学の研究成果によると、そのうち落ち葉の下にすむ型が多く研究されています[6]。

湿った土という同じ条件の中で、深さを分けて暮らしているのです。では、その土が乾いてしまったら、ミミズはどうするのでしょうか。

ミミズは生態的な生活型に基づいて、3つに分けられる。表層性(落ち葉の層にすみ、土に穴を掘らない。体長3〜10cmで小型、赤い)、地中性(土の中だけにすみ、多くの穴を掘る。5〜15cmで色は薄い)、表層採食地中性(深い縦穴を掘る。最大で約1m。穴の深さが1mを超える例もある)である[5]。

Penn State Extension も同じ区分を示す。落ち葉の層にすむ型、表土の上から2〜3インチ(5〜8cmほど)に横穴をつくる型、恒久的な縦穴をもち5〜6フィート(1.5〜1.8mほど)に達することもある下層型である。下層型はフンを地表に出す[3]。

深さの数字は上限級の値なので注意が必要だ。英国の墓地調査では縦穴の深さは平均約0.5m、固い層があると約0.2mだったという報告があり、条件によって大きく変わる。ふだんの深さとして読んではいけない。

日本を含む東アジアのミミズは、大部分がフトミミズ科の種で、とくにアズマフトミミズ属が多く、日本で約140種が記録されている。この属は東アジアのミミズ類の種数の80%程度を占めるといわれ、京都大学の研究対象種は落ち葉の下にすむ表層性だった[6]。この80%は東アジアの文脈の数字で、世界全体のものではない。

湿り気という共通の条件のもとで、深さによって使い分けているのが実態だ。では、その湿り気が失われたとき、どの深さの種も同じ対応をするのか。

3. つちが かわいたら、ミミズは どうするの?

3. 土が乾くと、ミミズは深くもぐるか、眠る

3. 乾燥への対応 ── 移動・休眠・繭の中の卵

ミミズは、ひふから 水を とりいれ、水を うしなっても しまいます[3]。つちが かわくと、3つの ことが おこります。ふかい ところへ いく、ねむったように じっと する、しんで しまう、です[3]。

むかし、ダーウィンという 人が、ミミズを しらべました。かわいた へやの 空気に ひとばん さらした だけで、しんで しまった れいを しょうかいして います[4]。

ミミズが ふかく もぐるのは、しめりけを まもる ため なのです。なつの かわく じきに ふかく もぐる ことも、ダーウィンは かいて います[4]。

まゆの 中の たまごは、ながい かんそうでも たえられる そうです[3]。

では、あめの 日は どうでしょう。しめった つちなら、ミミズは あんしんの はずです。

ミミズは、皮膚から水を取り込み、同時に失ってもいます。土が乾くと、より深い層へ移る、死ぬ、休眠(きゅうみん)に入る、のどれかになるとされます[3]。

ダーウィンは、1881年の本で、ミミズが乾いた部屋の空気に一晩さらされただけで死んでしまう例を紹介しています。ミミズが生きるには、湿り気を保つ細かい土の層が必要だと考えていました。夏の乾く時期には、深くもぐるとも書いています[4]。

休眠は、冬眠のように活動を止める状態です。卵は「繭(まゆ)」という袋に入っていて、長い干ばつをやり過ごせるといわれます[3]。

乾きから逃げる方法が、移動と休眠と卵の備えだとすると、一つの疑問が出てきます。湿った土が好きなはずのミミズが、雨の日にわざわざ地面へ出てくるのは、なぜでしょうか。

ミミズは皮膚から水を取り込み、また失う。土が乾燥すると、より深い層へ移る、死ぬ、diapause(休眠の一種)に入る、のいずれかとなる。繭の中の卵は、長い干ばつを越せる[3]。

ダーウィンは1881年の著書で、フランスの研究者ペリエが乾いた部屋の空気に一晩さらすと致命的になると見いだした例を引き、生存に湿り気を保つ細かい土が必要だと考えた。夏の乾燥期に深くもぐる行動も記している[4]。ダーウィンはほかの記事でもよく登場するため、ここでは湿度の話の補強にとどめる。

乾燥への対応は、場所を変える(深く移る)、状態を変える(休眠する)、世代で乗りきる(繭の中の卵)の3層になっている。前章の生活型と合わせると、浅い層にすむ型ほど、乾きの影響を早く受けるはずだが、型ごとの乾燥耐性の違いは、今回使った資料には直接の記述がない。

それでは、湿りすぎは問題ないのか。雨で土が水に満たされるとき、ミミズが地上へ出てくる行動は、この「湿り気が命」という説明と、どうつながるのか。

4. あめの 日に、なぜ じめんへ 出て くるの?

4. 雨の日に地面へ出てくる理由は、まだ決着していない

4. 降雨時の地表への這い出し ── 仮説は複数、決着はしていない

あめの 日や、あめが あがった あとに、ミミズが じめんへ 出て くる ことが あります。でも、そのわけは、まだ はっきり わかって いません[7]。

かんがえられて いる ことは いくつか あります。あめで つちの 中が みずびたしに なって、息が しにくく なるから、という かんがえ。さんせいの あめを さける ため、という かんがえ。すみやすい ところへ いどうする ため、という かんがえ。どれも けつ着は ついて いません。

ぎふけんの 高校の しらべでは、ミミズを 水に ひたした つちに いれても、出て こないで いきて いました[8]。それで、「息が できなく なるから 出る」とは かぎらない、と かんがえました。ただし これは 小さな じっけんの 話です。

みなさんが かんがえた わけも、ひとつの こたえに なるかも しれません。

雨の日や雨上がりに、ミミズが地上へ出てくることは、古くから知られています。しかし、その理由は、まだ決定的には分かっていません[7]。

考えられている説はいくつかあります。雨で土の中が水に満たされ、息がしにくくなるから。土の中の二酸化炭素が増えるのを避けるため、という説もあります。酸性の雨を避けるため、という説もありますが、調べられたミミズ(ヒトツモンミミズ)では、酸性の雨が這い出しの原因とはいえませんでした。より良い環境の場所へ移動するため、という考えもあります。どれも決着がついていません[7]。

高校生の実験が示したこと

岐阜県の高校の探究では、水に浸した土にミミズを入れる実験をしました。ミミズは出てこずに生きていたため、「雨で息ができなくなるから出る」とは限らないと考えた、と報告されています。別の研究では、36℃以上のときや、土の水分が多いときに、出やすい傾向がみられたといいます[8]。ただし、小規模な実験で、学術的に確定した結論ではありません。

東京都健康安全研究センターは、1年を通してミミズを集め、多く這い出す時期、成熟度、降雨の関係を調べました。降雨後の這い出しを調べた研究は、多くはなかったそうです[7]。

湿り気が命のはずのミミズが、雨の日に地面へ出る。その理由は、まだ「研究の途中」です。ところで、ミミズが暮らす場所は、土の中だけなのでしょうか。

降雨後にミミズが地表へ這い出す行動は古くから知られているが、決定的な説明はなく、窒息説、土中の二酸化炭素の増加を避ける説、酸性の雨水を避ける説、環境のよい場所への移動説などが併存し、いずれも決着していない。酸性雨については、対象種(ヒトツモンミミズ)の調査で這い出しを誘起するとはいえなかったとされる[7]。

これは、前章までの話と矛盾して見える。皮膚呼吸のミミズにとって、水没した土はむしろ危険なはずだからだ。ところが、岐阜県立恵那高校の探究では、水に浸した土に入れたミミズは出てこず生きていたため、雨で窒息するから出るとは限らないと考察された。別の研究では、36℃以上や土の水分が多いと出やすいという結果が引かれている[8]。

ここで注意したいのは、高校生の小規模な実験の結果であり、窒息説を否定する根拠として扱えない点だ。実験条件(水の量、温度、ミミズの種類)によって結論が変わる可能性が残る。東京都健康安全研究センターが年間を通した採集で、多量に這い出す時期・成熟度・降雨の関係を調べた背景にも、降雨後の這い出しを扱った研究が多くなかったという事情がある[7]。

確かなのは「湿った土を必要とする」という制約までで、雨の日に出る理由は、その制約から直接導けない。では視野を広げると、ミミズの生息場所は土の中だけに限られるのか。そして、そもそもミミズがいない土地はあるのか。

5. ミミズは、どこまで ひろく すんで いるの?

5. 田んぼや湖、そしてミミズのいない森

5. 生息域の広がりと、在来ミミズがいない地域

ミミズは、たんぼ、はたけ、くさはら、しっちに すんで います。みずうみや、じめんの 下の 水に すむ しゅるいも います。うみの ちかくに すむ ものも います[1]。

りくに すむ ミミズは、ほとんど まっすぐな あなを ほり、ひるまは あなの 中に います[1]。

ところが、アメリカの きたの ほうの もりには、もともと ミミズが いません。むかしの ひょうがで いなく なったと いわれます。いま いる ミミズは、ほかの ところから きた ものです[9]。

つりの えさとして もちこまれて ひろがった、とも いわれて います。ミミズが いない もりも ある、というのは おどろきですね。にほんの ミミズの 話では ありません。

ミミズは、水田・畑・牧草地・湿地に暮らしています。湖や地下水にもすむ種類があり、海岸にすむものもいます。陸の種類は、ほぼ垂直の穴を掘り、昼間は穴の中にいます。水の中にすむ種類は、小さな動物質のえさをとります[1]。

数え方も一筋縄ではいきません。ミミズの種数は、資料によって約2700種、約1800種などと食いちがいます。世界では約7000種が記載されていて、まだ調べられていない地域を含めると3万種以上いるとの見方があります[5]。資料によって種数がちがうのは、分類や調査が今も続いているためです。

ミミズのいない森

北アメリカの五大湖周辺(ミネソタ州など)には、もともとミミズがいませんでした。最終氷期の氷河でいなくなったといわれ、今いる種はヨーロッパやアジアから入ってきた外来種です。釣りの餌による拡散も指摘されています[9]。これは北アメリカ北部の話で、日本のミミズには当てはまりません。

ミミズは湿った土を必要としますが、それだけで世界中に広がるわけではありません。たとえば、氷河が通った土地には、長いあいだミミズがいませんでした。

ミミズは水田・畑・牧草地・湿地・湖・地下水にもすみ、海岸にすむ種もいる。陸の種はほぼ垂直の穴を掘って昼は穴の中にいて、水中の種は小さな動物質の餌をとる[1]。皮膚呼吸の制約は、水の中と土の中の両方で満たされうる、ということでもある。

種数は資料間で食いちがい、世界大百科事典は約2700種、日本の別の項目は約1800種とする。ミミズ類は約7000種が記載済みで、未調査の地域を含めると3万種以上と予想される、という見方もある[5]。日本の種数も、同物異名の整理で以前の推定(200〜300種)から下方修正されたとされる。数を断定できないのは、分類の見直しが続いている途中だからだ。

では、湿った土は世界中にあるのに、ミミズがいない土地があるのはなぜか。ミネソタ州の資料は、州内の陸生ミミズはすべて非在来種で、少なくとも15の外来種が確認されているとする。最終氷期の氷河でいなくなったとされ、釣りの餌での拡散も指摘される[9]。

この情報は検索で得られたDNR(州天然資源局)の要約に基づく。氷河の影響の詳細や外来種の影響は、一次資料で確かめる余地がある。北米北部の話であり、日本のミミズとは別の事情である。

6. ミミズの いえを、そっと のぞいて みよう

6. 雨上がりの庭で、ミミズの「家」をさがす

6. 手元の土で確かめられること、原典を読むときの視点

あめが あがった 日、おうちの 人と いっしょに、にわや こうえんの 土を みて みましょう。ミミズが いたら、さわらずに、どこに いるか みます。じめんの 上か、おちばの 下か。そっと はなれて みるだけで じゅうぶんです。

見つけた 場所と、天気を メモして おくと、「あめの 日に 出る わけ」を かんがえる ヒントに なります。かわいた 日に おちばを めくって みるのも おもしろいです。ミミズに さわった あとは、てを あらいましょう。

雨上がりに庭や公園に出たら、ミミズがどこにいるかを観察してみましょう。地面の上か、落ち葉の下か、石の裏か。見つけた場所と天気、気温を書いておくと、「雨の日に出る理由」を考える手がかりになります。

天気のよい日に落ち葉を静かにめくって、ミミズや穴の様子を見るのもおすすめです。触ったあとは手を洗いましょう。ミミズは元の場所に戻します。

本文で出てきた高校生の探究報告や、東京都健康安全研究センターの年報は、インターネットで読めます。「どんな実験をして、どう考えたか」に注目すると、仮説の立て方の参考になります。

手元の観察では、雨上がりの庭や公園で、ミミズのいる場所(地表・落ち葉の下・石の裏)と気温・天気を記録できる。本文の仮説を、自分の記録で検討する材料になる。ただし、種類の同定や降雨との関係を結論づけるには、年間を通した継続的な採集が要る[7]。

資料を読むときの視点は3つある。第一に、深さの数字(1m超、5〜6フィート)は上限級か、平均か。第二に、実験の条件(水の量、温度、種類)と結論の対応。第三に、検索要約だけで書かれた箇所と、本文で確認できた箇所の区別である。

雨の日に出る理由は、仮説の段階であり、読む側にとっても、どの説に根拠が足りないかを考える練習になる。

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

呼吸、乾燥への対応、生活型、雨の日の行動、生息域について、百科事典・大学・研究機関の資料を使った。雨の日の行動に関する2つの報告は本文の取得ができず、要旨の範囲で用いた。

  1. コトバンク「ミミズ」(世界大百科事典ほか) https://kotobank.jp/word/%E3%83%9F%E3%83%9F%E3%82%BA (皮膚呼吸、生息域)
  2. Encyclopaedia Britannica "Earthworm" https://www.britannica.com/animal/earthworm (肺がないこと、湿った皮膚での呼吸)
  3. Penn State Extension "Earthworms" https://extension.psu.edu/earthworms (乾燥への対応、3つの型と深さ)
  4. Darwin, The Formation of Vegetable Mould through the Action of Worms (Project Gutenberg #2355) https://gutenberg.org/files/2355/2355-h/2355-h.htm (乾いた空気の影響)
  5. Frontiers for Young Minds "earthworms" https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2021.562583 (生活型の3区分、種数)
  6. 京都大学 研究成果(2023-03-09) https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-03-09 (日本のミミズ)
  7. 東京都健康安全研究センター 年報58 https://www.tmiph.metro.tokyo.lg.jp/files/archive/issue/kenkyunenpo/nenpo58/01-42.pdf (雨の日の這い出しの研究)
  8. 岐阜県立恵那高校SSH 研究報告 https://school.gifu-net.ed.jp/ena-hs/ssh/R05ssh/sc2/22341.pdf (水に浸した土での観察)
  9. Minnesota DNR "Earthworms" https://dnr.state.mn.us/invasives/terrestrialanimals/earthworms/index.html (北米北部の外来ミミズ)

なおした ところ

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