1. かじられた はっぱは、なにを するの?
1. 虫にかじられた葉は、天敵を呼ぶ香りを出す
1. 食害を受けた植物の香りと、天敵の反応 ── 野外のタバコ属とライマメ
くさや 木は、虫に かじられると、ふだんと ちがう かおりを 出す ことが あります。その かおりを 手がかりに、かじった 虫を たべる 天敵が やって くる、と かんがえられて います。
アメリカなどの 研究者は、野外の タバコの なかまで、かおりの 一つ一つを 人の 手で 出して みる 実験を しました。すると、3つの かおりが、虫の 卵を たべる 虫を ふやしました[1]。
研究者は、この かおりの おかげで、かじる 虫を 9わり いじょう へらせるかも しれない、と けいさんしました。ただし これは、けいさんで 出した 数です。畑で ためした けっかでは ありません[1]。
では、この かおりを 人が 先に おいたら、畑でも たすけに なるのでしょうか。
かおりの成分を1つずつ出してみる
植物は、虫にかじられると、ふだんとは違う香りを出します。その香りを目印に天敵が集まる、というのが基本の考え方です。この仕組みの細かいところは省いて、ここでは実験の結果だけを見ます。
Kessler と Baldwin の2001年の研究では、野外のタバコの仲間(Nicotiana attenuata)で、食害のとき出る香りの成分を、1種類ずつ人の手で出しました。すると、3つの成分(cis-3-hexen-1-ol、リナロール、cis-α-ベルガモテン)が、卵を食べる捕食者の働きを高めました[1]。
研究者は、植物が香りで、かじる虫を90%以上減らせる可能性があると見積もりました。ただしこれは論文の推定値で、畑の防除の効果ではありません[1]。
香りは近くの葉にも届く
2000年の Arimura らの研究では、ハダニに食われたライマメの香りが、近くの無傷の葉の防御の遺伝子を働かせました。その葉は、ハダニを食べるカブリダニを引きつけやすくなり、ハダニにもやられにくくなりました[2]。
ここまでは植物が自分で出す香りの話です。それを人が畑に置いたらどうなるのでしょうか。
食害を受けた植物が出す香りは、食害誘導性の揮発性成分と呼ばれ、天敵を呼ぶ手がかりになる。Kessler と Baldwin(2001)は、野外のタバコ属(Nicotiana attenuata)で、この成分を個別に人工放出した。3成分(cis-3-hexen-1-ol、リナロール、cis-α-ベルガモテン)が、ジェネラリストの捕食者による卵の捕食率を上げた[1]。
著者らは、植物が香りによって草食昆虫を90%以上減らしうると推定した。ただしこれは推定値で、畑での防除効果を測ったものではない[1]。この違いが、後の章で効いてくる。
Arimura ら(2000)は、ハダニに食われたライマメの香りが、隣の無傷の葉の防御遺伝子を働かせ、その葉をカブリダニ(Phytoseiulus persimilis)にとって魅力的にし、ハダニにもかかりにくくすることを示した。人工的な傷だけでは同じ香りは出ないという点も、この研究の要点だ[2]。
では、こうした香りを人が先に出すことは、畑の管理に使えるのか。次はハウスでの実例を見る。
2. はちみつを おくと、ハウスの 虫は どうなった?
2. 香りとはちみつの容器を置いた、京都のハウス
2. 2年間のハウス試験 ── 誘引剤と給餌容器の組み合わせ
京都の 山あいの ハウスで、2年間 ためした ものが あります[4]。
ハウスで そだてて いたのは、アブラナの なかまの やさいです。ここに、コナガという 虫が つきます。コナガに かじられた はっぱの かおりを まぜて つくった ものと、ハチの ための はちみつの 入れものを おきました[3]。
やって きたのは、その ハウスの 近くに もともと すんで いる、コナガの 天敵の ハチです。コナガは、半分 ぐらい、あるいは それ いかに おさえられた、と 京都大学が はっぴょう して います[3]。
この かおりと はちみつは、ゆうきのうぎょうにも つかえる、あたらしい かんがえの ざいりょうとして、会社で つくって うるための じっしょうも かさねられました[5]。
でも、この けっかは、ハウスで、コナガと この ハチの 組み合わせの ときの 話です。ほかの 畑でも 同じでしょうか。
香りと、ハチの食べ物を一緒に置く
京都大学や農研機構などのグループは、コナガに食われたアブラナ科の植物の香りを人工的に混ぜて、天敵を呼ぶ誘引剤をつくりました。それに、天敵に食べさせるはちみつの容器(給餌容器)を組み合わせて、ハウスに置きました。呼びたかったのは、その地域にもともといる寄生バチ、コナガサムライコマユバチです[3]。
2年間の結果
試験は京都・美山地域のハウスで、2年間続きました。原論文(Uefune ら、2020)は、置いたハウスの月ごとのコナガ発生率が、置かないハウスより有意に低かったと報告しています。害虫が増えたときは、置いたハウスのほうが寄生バチの記録数が多いという結果も出ています[4]。
京都大学の発表では、発生率は「半分程度以下」に抑えられたと書かれています[3]。論文の要旨は「有意に低い」という書き方なので、具体的な数字は原文で見る必要があります。
商品にするための試験も進んだ
農研機構の資料では、この考え方の資材は、有機農業にも使える世界的に新しいものとして、企業化や農薬登録に向けた実証試験が重ねられたと紹介されています[5]。
ただしこれは、京都のハウスで、アブラナ科の野菜と、コナガの天敵のハチという組み合わせの結果です。ほかの作物や虫にも使えるかは、別に確かめる必要があります。では、香りを畑の外に置いたら、来るのは天敵だけなのでしょうか。
この試験は、京都・美山地域のハウスで2年間行われた。用いたのは、コナガに食害されたアブラナ科植物の香りを人工的に混合した天敵誘引剤と、寄生バチ用のはちみつの給餌容器で、狙いは土着の寄生バチであるコナガサムライコマユバチ(Cotesia vestalis)を呼ぶことだった[3]。
原論文(Uefune ら、2020)は、処理ハウスの月ごとのコナガ発生率が、無処理ハウスより2年間を通じて有意に低かったと報告する。害虫が増えた時期には、処理ハウスで寄生バチの記録数が多かった[4]。京都大学の発表は、これを「ハウスにおけるコナガ発生率を半分程度以下に抑制」と表現している[3]。論文要旨は「有意に低い」と書くだけなので、半分という数字の元データは、原論文の本文で確かめる必要がある。
実用化についても、農研機構の資料が、この考え方の資材を、有機農業に使える世界的に新しい概念として紹介し、企業化と農薬登録に向けた実証試験が重ねられたと記す[5]。現在の販売・登録状況は、この記事では扱わない。
結果が出たのは京都のハウスのアブラナ科で、標的はコナガとその寄生バチという1組だけだ。では香りを置く場所を、開けた畑にしたとき、来るのは天敵だけなのか。
3. 畑に おいたら、来たのは 天敵 だけ?
3. クランベリー畑では、天敵も害虫も集まった
3. メチルサリチル酸の野外試験 ── 卵の捕食は約2倍、害虫も増えた
メチルサリチルさんという かおりが あります。虫に かじられた 植物が 出す かおりの ひとつです[6]。
クランベリーの 畑で、この かおりの 入れものを おいて みました。すると、テントウムシや ハナアブ、カブリダニが 来る ことが ふえました。卵が たべられる わりあいは、おいて いない ときの 11.9%から、23.4%へ、やく2ばいに なりました[6]。
ところが、かおりを おいた ところには、アザミウマなどの がいちゅうも よって きました。かおりは、天敵だけを えらんで よぶ わけでは ありません[6]。
卵の捕食は約2倍になった
メチルサリチル酸(MeSA)は、虫に食われた植物が出す香りの成分の一つです。Salamanca ら(2019)は、クランベリー畑にMeSAを置く試験をしました。テントウムシ、ヒラタアブ、カブリダニといった捕食者の訪れが増え、置いた卵が食べられる割合は、置かないときの11.9%に対して23.4%と、約2倍になりました[6]。
ただしこの値は、卵を置いて調べた実験のものです。収穫量や作物の被害が減ったことを示す数字ではありません。
害虫も一緒に来た
同じ試験で、MeSAを付けた粘着板には、アザミウマも多く付きました。置かない板より22〜33%多かったといいます。ある年には、カスミカメ類が約5倍にもなりました[6]。数字は粘着板に付いた数で、作物の被害を測ったものではありません。
この結果では、香りは天敵のためだけの呼び鈴になっていませんでした。京都のハウスとの違いは、何なのでしょうか。
Salamanca ら(2019)は、クランベリー畑で、食害誘導性揮発物質の一つであるメチルサリチル酸(MeSA)の誘引剤を試した。MeSAを置いた区では、テントウムシ、ヒラタアブ、カブリダニなどの捕食者の訪れが増え、置いた卵の捕食は、誘引剤なしの11.9%に対し23.4%と、約2倍になった[6]。
同じ試験では、MeSAを付けた粘着板に、アザミウマが誘引剤なしの板より22〜33%多く付き、2012年にはカスミカメ類が約5倍捕獲された[6]。香りは天敵だけを選んで呼ぶわけではない。
読むときの注意が2つある。卵の捕食率は卵を置いた実験での値で、収量や被害の減少ではない。粘着板の捕獲数も、作物の被害そのものではない。前の章のハウスは、天敵に的を絞った香りの混合物と給餌容器の組み合わせだった。一方、ここで使ったのは単一成分だ。
4. 天敵に よって、はんのうは ちがうの?
4. 香りに反応する天敵と、しない天敵
4. 総説と高次寄生者 ── 効果が天敵の種類でばらつく理由の一部
いろいろな 研究を まとめた 本が あります。植物の せいぶんの 中には、いくつかの 天敵を よせて、数を ふやした ものが ありました。ただし、多くは、ほかの 天敵には はんのうが ありませんでした[7]。
おなじ かおりでも、天敵の しゅるいで、きく ときと きかない ときが わかれる のです。
もう ひとつ あります。ハチに、たまごを うみつけて そだつ 虫が います。この 虫も、同じ かおりを 手がかりに して、ハチを さがす、と 研究者は 考えました[8]。かおりが、いつも 植物の とくに なるとは かぎりません。
効果は天敵の種類で分かれる
Kaplan(2012)の総説は、植物由来の化学物質の中に、少なくとも一部の天敵を引きつけて数を増やしたものが多くある、と整理しました。ただし多くは、別の種の天敵には反応がありませんでした[7]。
つまり、同じ香りでも、天敵の種類によって効くときと効かないときがあります。
寄生バチに寄生する虫も、香りを使う
Kaplan(2012)は別の論文で、寄生バチにさらに寄生する高次寄生者もこの香りを手がかりにするため、香りが植物の得になるとは限らないと論じました[8]。
ここまでの話は、天敵を「呼ぶ」香りでした。逆に、害虫を「遠ざける」香りを使う畑があります。
Kaplan(2012, Biological Control)の総説は、植物由来化学物質の中に、少なくとも一部の天敵の種または群を引きつけ、数を増やしたものが多くあると整理した。ただし多くの化学物質で、別の種の天敵には反応がなかった[7]。効果は天敵の種類で分かれる。
もう一つの限界が、高次寄生者(第4栄養段階の消費者)だ。Kaplan(2012, PLoS Biology)は、寄生バチに寄生する高次寄生者も同じ化学シグナルを利用し、香りの防御としての価値を損ないうると論じた[8]。
香りが、天敵にも、害虫にも、寄生者の寄生者にも読まれるなら、天敵を呼ぶ以外の使い方はないのか。次に、害虫を遠ざける方法を見る。
5. かおりで 虫を とおざける やり方は?
5. 東アフリカの畑では、香りで虫を遠ざけて引き寄せる
5. プッシュ・プル ── 香りで害虫の位置を動かす方法
アフリカの 東の 国ぐにでは、トウモロコシの 畑で、ちがう 使い方を して います。トウモロコシの あいだに、デスモディウムと いう 草を うえます。この 草の かおりは、トウモロコシを かじる ガの なかまを、おいはらいます。畑の まわりには、ガが すきな ネピアグラスを うえて、そちらへ よびます[9]。
「おす」と「ひく」を 合わせた ほうほうなので、プッシュ・プルと いいます。デスモディウムの 根は、ストライガと いう、作物を かれさせる 草も おさえます[9]。
この ほうほうを つかった 農家の トウモロコシは、つかわない 農家の やく2.5ばい 取れたと、研究所は ほうこくして います。虫に やられた わりあいは、やく5%と、やく40%でした[9]。2015年の ころ、この ほうほうを つかう 農家は やく11万人でした。
害虫を遠ざけ、別の草に引き寄せる
プッシュ・プルは、東アフリカで、icipeという研究機関などが協力して開発した方法です。トウモロコシの間に、デスモディウムという草を植えます。この草の香りは、トウモロコシを食べるメイガ類の成虫(ステムボーラー)を遠ざけます(プッシュ)。畑のまわりには、好まれる草のネピアグラスを植えて、そちらへ引き寄せます(プル)[9]。
デスモディウムは根から、ストライガという寄生雑草の芽を、枯れるように促す物質も出して、その成長を抑えます。土の中の窒素を増やす働きもあります[9]。天敵を呼ぶ話とは別の仕組みが、いくつも重なっているのがこの方法です。
収穫の差と、数字の読み方
icipeの2015年の報告では、気候変動に強い版を使う農家は、使わない農家の約2.5倍を収穫しました(1ヘクタールあたり4トン対1.5トン)。メイガ類による被害は約5%で、使わない農家では約40%でした。同じニュースの時点で、この方法を使う農家は約11万人です[9]。
ただしこれは、ケニア・ウガンダ・タンザニアの400農家への調査で、研究機関自身の報告です。農家の数は年によって変わります。天敵を呼ぶ効果もあるという説もありますが、実験室の結果が中心なので、ここでは主役にしません。
プッシュ・プルは、東アフリカで、icipeなどが協力して開発した方法だ。トウモロコシの畝の間にデスモディウムを植えて、メイガ類(ステムボーラー)の成虫を忌避させ(プッシュ)、外周に植えたネピアグラスに誘引する(プル)。デスモディウムは、根の分泌物でストライガ(寄生雑草)の自殺発芽を促して成長を抑え、窒素固定で土の肥沃度も高める[9]。
icipeの2015年7月のニュースは、気候変動に強い版を導入した農家の収量を、導入していない農家の約2.5倍(1ヘクタールあたり4トン対1.5トン)と報告した。メイガ類による被害は約5%で、導入していない農家の約40%を大きく下回る。導入農家は約11万人とされる[9]。
読むときは、400農家の調査(ケニア・ウガンダ・タンザニア)であること、研究機関自身の報告であること、農家数は年で変わることを踏まえる。この方法の主役は、害虫を遠ざけ、引き寄せる香りで、天敵を呼ぶ仕組みは補助的な話にとどまる。デスモディウムが寄生バチを呼ぶ香りを出すという報告もあるが、確認は花の香りで、葉の香りではなく、実験室の結果が中心だ。畑での寄与は断定できない。
6. 近くの はっぱを、よく 見て みよう
6. 身近な葉を、虫の目で見てみる
6. 出口 ── 香りの「使える範囲」を、資料で確かめる
こうえんや 家の 近くの、虫に かじられた はっぱを さがして みましょう。虫眼鏡が あれば、はっぱの うらや ふちに、小さな 虫が いないか 見て みます。かじった 虫と、その 虫を おいかける 虫が いるかも しれません。
けむしや ハチには さわりません。人の 畑には 入らず、はなれた ところから 見ましょう。
もっと しりたく なったら、京都大学の ホームページの 研究ニュース(2020年12月2日)を 読んで みて ください。
公園や家の近くで、虫に食われた跡のある葉を探してみましょう。虫眼鏡があれば、葉の裏や縁に小さな虫がいないか、見てみます。かじった虫と、それを追う虫が、同じ葉にいることもあるかもしれません。
毛虫やハチには触りません。人の畑には入らず、離れたところから見ます。
もっと知りたくなったら、京都大学の研究ニュース(2020年12月2日)を読んでみてください[3]。ハウスの試験の全体像が、日本語で分かります。原論文(Royal Society Open Science、2020)は英語ですが、要旨にはハウスの2年間の結果が書かれています[4]。
香りを農業に使うときは、どの香りを、どの作物と虫の組み合わせで、何を測って評価したかを見る。今回の資料では、香りの混合物とはちみつ容器を置いた京都のハウス(コナガの発生率が「半分程度以下」)、クランベリー畑のMeSA(卵の捕食は約2倍、粘着板の害虫も増加)、東アフリカのプッシュ・プル(被害約5%対約40%)と、測ったものがそれぞれちがった。
原典を読むなら、京都大学の研究ニュース(2020年12月2日)[3]が日本語で読みやすい。原論文(Uefune ら、Royal Society Open Science 7(11)、2020)[4]で、発生率の元データを確かめられる。Kaplan の総説2本[7][8]は、効果が天敵の種類でばらつくことと、高次寄生者が香りを使う点を扱っている。icipeのニュース[9]と併せて読むと、天敵を呼ぶ使い方と、害虫を遠ざける使い方の違いが分かる。
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:京都大学・農研機構・icipeなどの公的機関の資料と、論文の書誌情報・要旨を使った。論文の一部は、要旨や紹介記事をもとにしている。
- Kessler A., Baldwin I.T. (2001) Defensive function of herbivore-induced plant volatile emissions in nature. Science 291:2141. https://www.citedrive.com/en/discovery/defensive-function-of-herbivore-induced-plant-volatile-emissions-in-nature/ (野外のタバコ属での香り成分の実験と、90%以上という推定について。書誌・要旨)
- Arimura G. et al. (2000) Herbivory-induced volatiles elicit defence genes in lima bean leaves. Nature 406:512. https://ideas.repec.org/a/nat/nature/v406y2000i6795d10.1038_35020072.html (ライマメの香りが隣の葉に届くことについて。書誌・要旨)
- 京都大学 研究ニュース(2020年12月2日)。https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2020-12-02-4 (ハウスでの天敵誘引剤と給餌容器の試験、コナガ発生率が半分程度以下という発表について)
- Uefune M. et al. (2020) Royal Society Open Science 7(11). https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201592 (2年間のハウス試験の結果について。要旨)
- 農研機構 天敵誘引剤の資料。https://www.naro.go.jp/laboratory/brain/ibunya/files/2008_10tentekiyuuinzai.pdf (有機農業にも使える資材としての紹介と、実証試験について。検索結果の要約で確認)
- Salamanca J. et al. (2019) Insects. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6955811 (クランベリー畑のMeSA試験、卵の捕食と害虫の増加について)
- Kaplan I. (2012) Biological Control 60:77(総説の紹介)。https://conservationevidencejournal.com/individual-study/5202 (35の研究のまとめ。二次的な紹介)
- Kaplan I. (2012) PLoS Biology 10:e1001437。https://docs.lib.purdue.edu/entmpubs/6 (高次寄生者が香りを手がかりにすることについて。要旨)
- icipe「climate-smart push-pull benefitting farmers in East Africa」(2015年7月17日)。https://www.icipe.org/news/icipe-climate-smart-push-pull-benefitting-farmers-east-africa (プッシュ・プルの仕組み、収量と被害の数字について)
なおした ところ
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