早稲田大学高等学院
並木健悟（指導教諭：中島康）

日本農芸化学会

クロクサアリの分泌ガスがヒトスジシマカ（メス）に与える致死的影響

本 研 究 は， 日 本 農 芸 化 学 会 2019 年 度 大 会（開 催 地： 東 京 農業大学）での「ジュニア農芸化学会」において発表されたもの で あ る．「ア リ と 蚊 を 共 存 さ せ る と 蚊 が 死 ぬ」 こ と を 発 表●者が偶然見つけたことから本研究は始まった．長期にわたる観察，分析実験を繰り返し，ヒトスジシマカに致死的な影響を与えるクロクサアリの分泌ガスの成分を明らかにした．クロクサアリの放つ強力なガスの詳細解析は防蚊剤の開発につ化学と生物ながる可能性が期待できる．て，研究し始めた．
筆者が 2017 年に実施したクロクサアリとヒトスジシマカに関する観察実験により以下の事象が確認された (3)．
・ヒトスジシマカを，クロクサアリと物理的に接触させないようにして，密閉容器内に共存させると，ヒトスジシマカは死滅する．
・クロクサアリと共存させなくとも，クロクサアリを刺激することでクロクサアリから放出される放出直後の本研究の背景・方法・結果および考察【背景】

白色の分泌物をヒトスジシマカと密閉容器内で共存させるだけで，ヒトスジシマカは死滅する．
クロクサアリの分泌物がヒトスジシマカに対して致死蚊は伝染病を媒介する人類にとってたいへん危険な生(1)的な影響を与えることが示唆されるが，クロクサアリは物である ．年間約 80 万人が死亡すると言われるマラ攻撃されると分泌物を分泌すると同時に，山椒様の臭気リアはガンビエハマダラカなどによって媒介される．

をもつガスも放出する．さらに，クロクサアリとヒトス

2014 年には，東京都の代々木公園でもデング熱ウイルジシマカを入れた密閉容器を揺すると，この山椒様の臭スを媒介する蚊（日本でデング熱を媒介するのは主にヒ気が放出され，ヒトススジシマカだけでなくクロクサアトスジシマカなど）が発生し，防護服を着た作業員が薬リ自体も死滅することが観察された．この分泌ガスは殺剤を散布し，公園が閉鎖されたことがあった．

虫効果をもつ可能性がある．これを実証するために本研筆者はカマキリの寄生虫の研究を行うために，カマキ究に取り組んだ．

リの餌として，クロクサアリ（図 1A）とヒトスジシマカ（図 1B）を捕まえ，同じ容器に保存していたが，時として，ヒトスジシマカが死ぬ場合があることに気づいた．クロクサアリの大顎腺に含まれる物質は抗菌作用をもつことが知られているが (2)，クロクサアリが蚊を殺す物質を放出することは知られていない．クロクサアリがヒトスジシマカを殺傷する能力をもつのであれば，蚊に対して防虫効果をもつ比較的安全な物質の研究に役立つ可能性がある．この殺傷能力の原因を明らかにするために，クロクサアリのヒトスジシマカに対する影響につい64

図 1 ■ 生物試料

化学と生物 Vol. 58, No. 1, 2020

実験 1 の結果

【方法・結果】
クロクサアリ（）は本校敷地内のケヤキ林

クロクサアリ 15 匹から放出された分泌ガスは 6 匹のヒ）
（図 1C）は自宅トスジシマカすべてを 4 分以内に死滅させた．一方，ヒで，クロヤマアリ（（東京都世田谷区）で，ヒトスジシマカ（）は本校敷地北グラウンド北林で採集した．分類・にかかわらず，すべて 24 時間以上生存した．実験 1 はほ

同定は資料 (4〜7) により自身で行ったが，クロクサアリにぼ同等の条件でそれぞれ 3 回繰り返され，ほぼ同様の結ついてはエタノール標本を作製し，専修大学・増子恵一果を得た．

教授に同定結果の妥当性を確認していただいた．なお，

2.

本研究ではメスのヒトスジシマカを使用した．
1.

実験 1．クロクサアリの分泌ガスのヒトスジシマカに対する致死的効果

日本農芸化学会

手順は以下のとおり（図 2 参照）
．
1.

2.

●

4.

5.

実験 2．ガスクロマトグラフィー-質量分析法（GC/MS）によるクロクサアリ分泌ガス分析
実験 1 よりクロクサアリが何らかのガスを分泌していると予測されたので，GC/MS を用いて分泌ガスの分析を行った．GC/MS は次の 2 条件で行った．

シ リ ン ジ 2 本（A, B），シリンジフィルター1） クロクサアリ 150 匹（総重量 0.49 g）の分泌ガスを（0.22 µm）1 個，シリコンチューブ 1 本，クロクサシリカモノリス捕集材に吸着させ，ジエチルエーテ

アリ 15 匹，ヒトスジシマカ 6 匹を準備した．

ル 0.6 mL で抽出した．その抽出液 1 µL を GC/MS でシリンジ A にフィルターとチューブをつけ，クロクサアリ 15 匹（総重量 0.06 g）を 15 秒以内に入れ，3.

化学と生物トスジシマカ 6 匹は，クロヤマアリを入れる・入れない分析した．
2） クロクサアリ 359 匹（総重量 1.27 g）を 5〜10 C の環ピストンをつけて気体容量を 10 mL とした．

境に 2 時間置き，その活動量を低下させ，シリンジシリンジ B にヒトスジシマカ 6 匹を入れ，ピストンに入れ，ピストン（容量 12 mL）をつけた．シリンをつけ，気体容量を 2 mL とした．

ジを揺すり，クロクサアリに気体を放出させ，そのシリンジ A（クロクサアリ入り）を数回揺すり，ク気体 9 mL をサンプリングバックに注入した．サン

ロクサアリから分泌物を放出させ，直ちにシリンジ

プ リ ン グ バ ッ ク か ら 分 泌 ガ ス を 1 mL 吸 い 出 し，B（ヒトスジシマカ入り）を結合させ，シリンジ A

GC/MS 分析を行った（低温に置き活動量を低下さの ピ ス ト ン を お し て， シ リ ン ジ B の 気 体 容 量 をせた理由は，クロクサアリを高密度の状態にすると10 mL にした．そしてヒトスジシマカの生存を観察

それ自体が刺激となって，山椒様の分泌ガスが放出した．

されてしまい，サンプリングバックに高濃度で封入コントロール実験として，シリンジ A にクロクサアできなくなるため）．

リを入れない場合およびクロヤマアリ（図 1C）15

実験 2 の結果匹（総重量 0.07 g）を入れた場合についても 1〜4 と1） 3 つのピーク（保持時間＝11.15, 11.95, 17.20 分）が同様の手順で実験を行い，ヒトスジシマカ 6 匹の生検出され，マススペクトル（MS）ライブラリーの存を観察した．

スペクトルとの比較および予測された試料を添加した抽出物の GC/MS 測定より，それぞれウンデカン，シトロネラール，デンドロラシンであると確認された．ウンデカンはアリが分泌するフェロモンの 1 種なので，このピークはウンデカンである可能性が高い．シトロネラールは，クロクサアリ頭部のヘキサン抽出物中からすでに発見されている（2）．デンドロラシンもクロクサアリ抽出物中から既に発見されている（2）．
2） 2 つのピーク（保持時間＝4.00 および 11.96 分）が検出され，MS ライブラリーは，それぞれギ酸およびシトロネラールであることを示した．クロクサア
リはギ酸をもっているので，この検出は妥当であ

図 2 ■ 実験装置

化学と生物 Vol. 58, No. 1, 2020

る．
以上，2 つの GC/MS 分析の結果から，クロクサアリ

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図 3 ■ 水またはシトロネラールで希釈したギ酸のヒトスジシマカ生存数への影響の分泌ガスの中には，ウンデカン，シトロネラール，デウンデカン，シトロネラール，ウンデカン・シトロネ

ンドロラシン，ギ酸が含まれることが示唆された（ジエ
チルエーテルで抽出した分泌ガスでギ酸が検出されなラール混合液（1 : 1）は，液体量によらず，6 匹すべてかった理由は，ギ酸の保持時間が抽出溶媒のピークと重のヒトスジシマカの生存時間に影響を与えなかった（すなるためと考えられる）．

べて 24 時間以上生存した）．

実験 3．クロクサアリの分泌ガス成分の内で揮発性3.の比較的高い物質がヒトスジシマカに与える致死的化学と生物

実験 3 の結果

また，6 匹のヒトスジシマカに対するギ酸 2 µL の影響を調べたところ，40 秒以内にすべて死滅した．

影響

次に，ギ酸を水はまたシトロネラールで希釈した溶液

実験 2 によってクロクサアリの分泌ガス成分と推定さを使って実験を行ったところ，ギ酸を希釈するのに水をれた物質中で，揮発性の比較的高い（沸点 230 C 以下）利用するか，シトロネラールを利用するかによって，ヒ物質（以下，候補物質とする）がヒトスジシマカに与えトスジシマカの生存数が異なることが示された（図 3）．

る致死的影響について実験した．

100 倍希釈ギ酸 2 µL では，水で希釈した場合には，6 匹

手順は以下のとおり．

すべてのヒトスジシマカが 360 分生存したのに対して，シリンジ 2 本（A, B とする），シリンジフィルター 1

シトロネラールで希釈した場合には，6 匹すべてが 11 分個，シリコンチューブ 1 本，6 匹のヒトスジシマカ以内に死亡した．また，10 倍希釈ギ酸では，水で希釈を準備した．

した場合には，6 匹すべてのヒトスジシマカが 234 分まシリンジ A にフィルターとチューブをつけ，候補物では生存したのに対して，シトロネラールで希釈した場

質またはそれを希釈したもの 2, 20，または 60 µL 入合には，6 匹すべてが 5 分以内に死亡した．

1.

2.

れ，ピストンをつけて気体容量を 10 mL とした．

なお，実験 3 はほぼ同等の条件で 3 回行い，ほぼ同様

3.

シリンジ B に 6 匹のヒトスジシマカを入れ，ピストの結果を得た．

ンをつけて，気体容量を 2 mL とした．

【考察】

4.

シリンジ A（候補物質入り，フィルター，チューブ1.

5.

付き）とシリンジ B（6 匹のヒトスジシマカ入り）が，山椒様の香りを放出しない．本研究の実験でを結合させ，シリンジ A のピストンをおして，シは，その分泌ガスはヒトスジシマカに対して殺虫効

リンジ B の気体容量を 10 mL にした．そして，ヒト果を示さなかった．これに対して，クロクサアリのスジシマカの生存を観察した．

ギ酸を含む分泌ガスは，ヒトスジシマカに対して殺コントロール実験として，シリンジ A に候補物質を虫作用をもつことが示された．

入れない場合についても 1〜4 と同様の実験を行い，ヒトスジシマカの生存を観察した．

66

クロヤマアリはギ酸を分泌することが知られている

2.

GC/MS 分析によりクロクサアリの分泌ガス成分がすべて明らかにされたわけではないが，少なくとも化学と生物 Vol. 58, No. 1, 2020

ギ酸，シトロネラール，ウンデカン，デンドロラシ

毒性しかもたない濃度のギ酸でも，溶媒をシトロネラーンが分泌ガスに含まれることが示唆された．それぞ

ルに変えると強い毒性をもつようになることを示した．

れクロクサアリに含まれているとされる物質なのでシトロネラールそのものはヒトスジシマカに致死的な影（2）

日本農芸化学会

3.

妥当な結果と考えられる ．このうち，シトロネ

響を与えることはないので，混合物の毒性は，それに含ラールは山椒の香り成分の一つでもある．

まれる純物質の毒性を単純に加えたものではないことをウンデカン，シトロネラール，ウンデカン・シトロ示唆している．このような混合物の特性がさらに研究さネラール混合物の揮発性は比較的高いが，ヒトスジれれば，薬剤や殺虫剤の設計に役立つ可能性がある．

シマカに対する殺虫効果を示さなかった．ギ酸はヒ

今後は，ギ酸・シトロネラール混合物やクロクサアリトスジシマカに対する殺虫効果を示し，シトロネの未知の分泌ガス成分などによるヒトスジシマカに対すラールで 100 倍希釈したギ酸 2 µL については，6 匹る殺虫作用の研究を進め，クロクサアリの化学生態学ののヒトスジシマカがすべて 11 分以内に死亡した．

詳細を明らかにし，それによって，人類の蚊との戦いにこれに対して，水で 100 倍希釈したギ酸 2 µL は少な寄与する手段の開発に貢献したいと考えている．

くとも 360 分以上すべて生存していたので，ギ酸と謝辞：この研究について御助言いただきましたかずさ DNA 研究所・佐藤大研究員，専修大学・増子恵一教授，京都工芸繊維大学・秋野順治教授に深く感謝いたします．

シトロネラールによる相乗的な殺虫効果が存在していると考えられる．ギ酸とシトロネラールによるヒトスジシマカに対する相乗的な殺虫作用の存在が確認された．
【結論】●

本研究から以下のことが明らかになった．
1.

クロクサアリの分泌ガスは，ヒトスジシマカに対する殺虫作用をもち，その成分はギ酸，シトロネラー
ル，ウンデカン，デンドロラシンを含むことが示唆

化学と生物された．
2.

限定された GC/MS 分析だけによって，クロクサアリの多様なガス成分をすべて検知することはできないので，ヒトスジシマカに対して致死的効果をもつ未知の成分が存在する可能性はあるが，シトロネ
ラールで 100 倍希釈したギ酸 2 µL は，12 mL の密閉容器内でヒトスジシマカに対する殺虫効果があることは少なくとも示された．

本研究の意義と展望

付記
本研究の一部は 2018 年度早稲田大学高等学院同窓会学術研究奨励金を受けて実施された．

文献
1) WHO: World health report. http://www.who.int/whr/
1996/media̲centre/executive̲summary1/en/index9.
html.
2) 秋野順治，鶴島 鉄，山岡亮平：日本農芸化学会誌，69,1581 (1995).
3) 並木健悟： 早稲田大学高等学院論文・作品集 , 2017, pp.
7‒13.
4) A. Radchenko:, 55, 83(2005).
5) 日本産アリ類画像データーベース．http://ant.miyakyo-u.
ac.jp/J/Taxo/F80613.html, 2017.
6) 中根猛彦 他： 原色昆虫大図鑑第 2 巻 ，北隆館，1970.
7) 広島県立総合技術研究所保健環境センター：ヒトスジシ
マカの同定．https://www.pref.hiroshima.lg.jp/uploaded/attachment/210749.pdf, 2017.
Copyright © 2020 公益社団法人日本農芸化学会
DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.58.64

この研究は，水溶液ではヒトスジシマカに対して弱い

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