宮崎県立宮崎大宮高等学校
竹之前槙太郎，日野裕太，梶浦梨央，中村眞美，日野藺牟田遥，渡辺大雅，猛，富山ひなの，河野碧奈美（顧問：黒木和樹）

白色のカニは何色が好き？

ハクセンシオマネキの行動と光の波長
本 研 究 は， 日 本 農 芸 化 学 会 2014 年 度 大 会（開 催 地： 明 治 大学）での「ジュニア農芸化学会」において発表され，銅賞を表彰された．宮崎県に生息する絶滅危惧種のカニ，ハクセンシオマネキは繁殖期には白色になる．本研究では，ハクセンシオマネキの色の認識と行動様式について調査し，体色の変化との関係を考察している．非常に興味深い内容であり，本誌編集委員から高い評価を受けた．

模型の特性調査
暗室内で着色した模型に紫外線ライト（375〜450 nm,810 nm にピークがある，UVA センサにて室内の 100 倍の UVA を検出）を照射して，そのときの紫外線写真，
反 射 光 写 真， 励 起 光 写 真 を デ ジ タ ル カ メ ラ（FinePixF100fd, FUJIFILM Corporation）にて撮影して比較した．なお紫外線写真，励起光写真は各透過フィルターを用いた．

本研究の目的，方法および結果

酸化チタン模型反応実験【目的】

紫外線を吸収する酸化チタン（IV）をアラビアガムと宮崎県加江田川河口干潟に生息している絶滅危惧種のともに加熱しながら混合させて酸化チタン塗料を作製

ハクセンシオマネキは体長 1〜2 cm の小さなカニである

し，一辺 1 cm の立方体を塗装して酸化チタン模型を作（図 1, 2）．オスは巨大化したはさみで大きく楕円を描く製した．これと白色模型をハクセンシオマネキに接近さ（1, 2）などのウェービングと呼ばれる行動をする．甲羅の色は黒であるが，繁殖期に入ると白色に変化する．しかせ，模型に対しウェービングを行う距離を比較した．
レーザー光照射実験

し，生息地の干潟では白い体色は生存に不利なはずであ

ハクセンシオマネキの周囲に赤色，緑色，青色のレーる．これまでハクセンシオマネキの体色が繁殖期に白色ザポインタ（スペクトル分析で赤色は 670 nm, 緑色はに変化する理由は明らかにされていない．またハクセンシ

530 nm と 810 nm, 青色は 415 nm と 810 nm にピークがあ

オマネキがどの色の光を認識しているかも明らかにされる，すべて 5 mW）のレーザー光を順番に照射し，行動ていない．そこで本研究では，これらについて調査した．の変化を観察した．さらに，別種のカニ（シオマネキ，【方法】

コメツキガニ，チゴガニ，オサガニ，ベンケイガニ，ア

模型反応実験

カテガニ，アシハラガニ）にも同様に照射した．

こ れ ま で わ れ わ れ は 一 辺 1 cm の 立 方 体（発 泡 ス チロール）を接近させ，ハクセンシオマネキが求愛シグナ

【結果】
1.

模型反応実験

ルなどのウェービングを行うことを明らかにしてきた．

各着色模型に対してウェービングを行った反応距離

この立方体を油性マジックにて着色した6色の模型と，白色模型に対する反応距離を用いて対応のある -検（黒・青・紫・緑・赤・黄）と白色模型をハクセンシオ定を行った．その結果，白色，青色，紫色の模型では有マネキに近づけ，ハクセンシオマネキが模型に対して意な差が見られず，ハクセンシオマネキはこれらを同じウェービングを行う距離を比較した．

ものと認識していることがわかった（図 3）．

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図 1 ■ 繁殖期のオス

図 3 ■ 各模型と反応距離の平均（対応のある -検定）

図 2 ■ 繁殖期のメス

模型の特性調査

2.

着色模型の紫外線写真と反射光写真において，ハクセンシオマネキの反応の大きかった白色，青色，紫色の模型は紫外線を強く反射し，反射光も同じであった．一方，励起光写真において，これらの模型はほかの模型との差はなく，塗料による励起光の影響はなかった（図4）．

図 4 ■ 模型の写真
上から可視光写真，紫外線写真，紫外線ライトの反射光写真，励起光写真．

酸化チタン模型反応実験3.

酸化チタン模型に対してウェービングを行った距離と，白色模型に対する反応距離を用いて対応のある -検定を行った．その結果，白色模型と酸化チタン模型の 2つの間に有意な差は見られなかったため，ハクセンシオマネキはこれらの模型を同じものと認識していることがわかった（図 5）．
レーザー光照射実験

4.

レーザー光照射実験の結果，ハクセンシオマネキは青色レーザー光だけを顕著に追尾したが，別種のカニでは反応の変化は見られなかった．
ハクセンシオマネキの反射光の確認

5.

模型の特性調査と同様に，暗室にてハクセンシオマネ
キに紫外線ライトを照射し，紫外線写真や反射光写真を778

図 5 ■ 酸化チタン模型と白色模型の比較
写真：上から可視光写真，紫外線写真，紫外線ライトの反射光写
真，励起光写真．グラフ：酸化チタン模型の反応距離の平均（対応のある -検定）．

化学と生物 Vol. 52, No. 11, 2014

本研究の意義と展望
繁殖期を外れると黒色に，繁殖期に入ると白色に甲羅の色が変化するハクセンシオマネキは，オスでは片方のはさみが大きく，潮を招くようにはさみを振る行為から，その名前がつけられた．しかし，近年その数は減少しており，環境省レッドデータブックにて絶滅危惧種に指定されている．なお個体数減少の原因は開発による干潟の減少や水質の悪化とされている．
この研究は，ハクセンシオマネキの効果的な保護を目指すうえで，その生態を行動学的に理解することを目標としている．色つきの立方体の模型を使用した実験や，
図6■

ハクセンシオマネキの反射光の確認

レーザー光照射実験など高校生らしいアイデアで，ハクセンシオマネキの認識している光の波長を推定してい撮影した．その結果，全個体で青色光の反射光が確認できた．紫外線は一部の個体で反射していたが，すべてのる．
ハクセンシオマネキは，その行動様式がユニークであ個体ではなかった（図 6）．

ることから多くの研究者によって研究されてきたが，本【考察】研究における色の認識と体色の変化を結びつけようとし

模型反応実験において，ハクセンシオマネキは白色，たところが面白い．データはまだまだ十分とは言えない

青色，紫色に対する反応距離が大きかったこと，またが，今後は年間を通したレーザー光に対する反応の違い

レーザー光照射実験において青色レーザー光を追尾するから繁殖期特有の行動なのか，干潟が干出後の時間帯にことから，短波長の光がハクセンシオマネキの行動を誘おける反応の違いや，日照条件などによる反応の違いな発しているとわかる．さらにハクセンシオマネキが紫外どを詳細に調べて，青色レーザー光を追尾する行動が何線ライトに含まれる青色光を反射したことからも，ハクを意味しているのかを追求していきたい．

センシオマネキは短波長の可視光を同種の個体の識別に利用していると推測できる．また別種のカニとの比較より，この青色光を追尾する行動はハクセンシオマネキ特有の行動と言える．以上より，青色の色素を作り出せないハクセンシオマネキは甲羅を白色にすることで，青色

文献
1) D. Muramatsu:
2) D. Muramatsu:, 29, 3 (2011).
, 117, 408 (2011).

（文責「化学と生物」編集委員）

光を反射しやすい特性を得て，同種の個体認識に利用しているのではないかと考える．

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