〈第37回山崎賞〉

ダンゴムシはどこで光を感じているのか？

静岡大学 教育学部 附属静岡中学校
１年 金井 遊暖研究の動機と目的
昨年、オカダンゴムシは光を感じるのか？というテーマで研究を行った。その結果、オカダンゴムシは、日の当たらない湿った場所を好み、太陽光を強く嫌うことが分かった。さらに、オカダンゴムシは、太陽光の中でも、特に、紫外線を強く嫌う事が分かった。
しかし、オカダンゴムシが、どこで太陽光や紫外線を感じているのかは分からなかった。
僕は、太陽光や紫外線を感じている器官の候補として目や触角、外皮、足先などだと考えた。その中から、「目」と「触角」が、光を感じている可能性が高いと予想した。触角は切り落とすことで機能をなくす事ができたが、少数の実験では触角は紫外線を感じる事に機能している可能性は低いことがわかった。一方で、オカダンゴムシの目は小さ過ぎること、体と目の色が似ていることから、うまくその機能を落とす事ができなかった。
そこで、色々な資料を調べたところ、オカダンゴムシの仲間に目の大きいハマダンゴムシがいることに気がついた。ハマダンゴムシは、綺麗な環境の海岸に住んでいて、静岡県内の海辺にいることが報告されている。しかし、ハマダンゴムシが、太陽光を感じることができるのか？太陽光を嫌うのか？など、その生態については明らかになっていない。
そこで、まず初めに、今回の研究では、① ハマダンゴムシは太陽光を感じるのか？
② ハマダンゴムシは太陽光の中でも、どの光を感じているのか？
③ ハマダンゴムシは目や触角で光を感じているのか？
④ オカダンゴムシとハマダンゴムシの体の違いはあるのか？
⑤ それぞれのダンゴムシの光に対する反応の違いはあるのか？
を明らかにしたいと考えている。
実験１. ハマダンゴムシは、太陽光を感じるのか？

結果と考察:
ハマダンゴムシは、58匹中48匹（83％）が日当たりの悪い日陰に移動した。（グラフ１）ハマダンゴムシ
は、太陽光を嫌う事が分かった。ハマダンゴムシの生息地は砂浜の為、太陽光を遮るような場所はない。ハマダンゴムシは、日中砂の中に30cm以上も潜っており、日が落ちてから、砂から出てきて行動する。このようなハマダンゴムシの生活様式とも一致する結果が得られた。ハ
マダンゴムシは太陽光の中のどの波長の光を嫌うのか？

個体数

方法と材料:
30 cm x 15 cmの白いプラスチック箱の上に、段ボールを置き、半分に太陽光が当たり、半分に日陰になるように実験 1.
調整した。その中にハマダンゴムシ58匹を入れて、5分50後にどちらに移動したかを観察した。オカダンゴムシと異なり、ハマダンゴムシの雌雄判別は非常に困難なた40
め、今回の研究では雌雄の区別は行わなかった。室外で、気温30℃前後の条件で行った。（写真１）

太陽光に対する反応

48302010100
日向日陰

実験２. ハマダンゴムシは太陽光の中でも、どの光を感じているのか？
方法と材料:
夜、真っ暗な部屋で光が容器の半分を照らす位置に設置した。人工的な太陽光としてサングローランプ（a）、可視光線としてLEDライト（b）、赤外線としてヒートグロー赤外線照射
ランプ（c）、紫外線（UVB）として爬虫類用蛍光ランプUVB100（d）、紫外線（UVA）として爬虫類・両生類飼育用蛍光UVAナチュラルライト（e）を使用した。照射してから、5分後に移動した場所を観察した。照射距離は５㎝に統一した。

結果と考察:ハマダンゴムシは、人工的な太陽光(a)と赤外線(c)、紫外線の中でもUVB(d)を嫌うことが分かった。
実験 ２a.

人工的な太陽光実験 ２b.

884413066
44222290

実験 ２d.

紫外線 (UVB)

110

実験 ２e.

88
個体数

8844

明るい

暗い

紫外線（UVA)

10091

442200
暗い

暗い

66

22

明るい

56

110

12566

520
明るい

暗い

78

260

明るい

130104

90
個体数

個体数

個体数

66

赤外線

10610288

個体数

実験 ２c.

11011066

可視光線(LED)

明るい

暗い

実験３. ハマダンゴムシは目や触角で光を感じているのか？

目の機能の落とす方法

方法と材料:
目と触角に修正液を塗り、機能を落とした。実験後のハマダンゴムシの生活の安全性の為、修正液は水溶性の物を使用した。太陽光、サングローランプ、紫外線の光を使用した。
目に水溶性の修正液を塗り、機能を落とす
結果と考察:
目に修正液を塗っていない個体
は、太陽光に当てると80%以上が日陰へと移動した（グラフ左）。
一方で、目に修正液を塗布した個体では、日陰と日向に出ている個体が約半分になった（グラフ右上）。しかし、触角に修正液を塗布した個体は、ほとんどが日陰に逃げた（グラフ右下）。以上の結果から、ハマダンゴムシは「触角」ではなく、「目」で太陽光をAfter
感 じ て 、 日 陰 に 逃 げ る こ と が 分 Before
かった。同様に、人工的な太陽光（サングローランプ）とUVBでも同様の結果が得られたことから、ハマダンゴムシは、太陽光と紫外線を「目」で感じていることが分かった。ハマダンゴムシは、「目」で太陽光やUVBを敏感に感じ取り、避けていることから、大量の太陽光や紫外線が、ハマダンゴムシにとって有害であることが示唆された。

修正液塗布 無し

修正液塗布 有り4025243620個体数

目

個体数3020102115105900明るい

暗い

明るい

暗い

14141413118個体数

触角個体数

9653021明るい0暗い

明るい

暗い

実験４. オカダンゴムシとオカダンゴムシの体の違いはあるのか？
方法と材料：
それぞれのダンゴムシを肉眼、デジタルカメラ、デジタル顕微鏡、双眼実体顕微鏡、電子顕微鏡を用いて、体の細部まで観察を行った。
結果：
結果を下の表１にまとめた。それぞれのダンゴムシで、体の特徴に違いが多くみられた。
生育環境に適応するために進化した結果、体色、目、足の構造に大きな差があり、とても驚いた。
実験５. それぞれのダンゴムシの光に対する反応の違いはあるのか？
方法と材料：
実験２と同様の方法を用いた。ハマダンゴムシに加えて、オカダンゴムシを実験に用いた。
結果と考察：
結果を下の表2にまとめた。人工的な太陽光と紫外線（UVB）と赤外線（熱）を、どちらのダンゴムシも強く嫌う事が分かった。また、オカダンゴムシは、ハマダンゴムシに比べて光にとても敏感であった。

表１. ハマダンゴムシとオカダンゴムシの体の特徴の違い
ハマダンゴムシオカダンゴムシ違い

体色

砂に似た色。個体差がある。多色

黒一色

◯体節

14節

14節

●

目の大きさ

大きい

小さい

◯

目の形

少し盛り上っている

盛り上がっている◯

目の位置

触角から遠い

触角から近い

◯

複眼

41個

20個

◯

複眼の形

六角形

丸型

◯

足7対14本

7対14本●

足の毛全体にびっしり内側に規則正しく◯

足の外皮ボコボコ

ボコボコしていない

◯

足先

2股2股

●

第一触角

2本2本

●

第二触角

2本2本

●

触角の毛全体にびっしり全体にびっしり●触角の先端鋭い。太い毛が1本丸みを帯びていた◯◯違いあり●違いなし

研究のまとめ：1

ハマダンゴムシは、海岸という太オカダンゴムシ
陽光が直接降り注ぎ、UVや赤外線の熱から逃げる場所の少ない場所に生太陽光
嫌い＞息している。そのため、日中はどう
サングローランプ嫌い＞
しても砂の中に潜っていないといけ
可視光線
反応なし
=ないため、活動できる時間帯は夜の赤外線
嫌い=みに絞られる。その為、月の光が嫌いでも、多少耐える必要があるので湿度
好き=はないだろうか。また、それぞれの紫外線（UVB)
嫌い＞
光に鈍感なこと、夜しか活動ができ紫外線（UVA)
嫌い＞ないことから、生息域を広げるのが月光
嫌い＞苦手だったのかもしれない。体の構造も、砂を掘るために必要な手足のナイトグローランプ
嫌い＞構造を進化させ、砂浜に適した進化を遂げることによって、長く広い範囲を移動するために必要な構造は手に入れられなかったことが、予想された。

ハマダンゴムシ
嫌い
嫌い
反応なし
嫌い
好き
嫌い
反応なし
嫌い嫌い

一方で、オカダンゴムシは、ハマダンゴムシに比べて、複眼の数が少ないにも関わらず、太陽光や紫外線をより鋭敏に感じ取り、すぐ逃げられるような敏感さを進化の過程で身につけたと考えられた。その結果、日中でも、住宅地や里山などの日陰で活動する事が可能になり、より広い範囲で繁殖し、活動範囲を広げられた一因となっているのではないかと考えた。オカダンゴムシの体色が黒色のみであるのも、太陽光から体の内部を守るための一つの手段なのかもしれない。
それぞれのダンゴムシが独自の進化を遂げたことは、とても興味深く感じた。
今回用いたハマダンゴムシは、綺麗な環境の残った海岸に生息することが知られている。県内中部から西部にかけての海岸を巡ったが、今回ハマダンゴムシを採取できたのは、浜岡砂丘のみであった。全国的に、ハマダンゴムシの生息域が減っているとされる中、綺麗な海岸を残していくことも今後重要な課題だと思う。ハマダンゴムシは、海辺に生えているコウボウムギなどの根の下に多く潜っていた。植物と生き物との共存を考えながら、今回、そしてこれからの研究成果が、海辺の綺麗な環境を整える手助けになればいいなと思った。