〈第53回静岡県学生科学賞４

科学教育振興委員会賞〉

身近な昆虫たち２００９〜鱗翅目（ガ・チョウ）の生き残り戦略〜
浜松日体中学校
１年

１山本

裕

紀

研究の動機
鱗翅目の９割がガの仲間だ。ガは夜行性のものが多いことと見た目が悪いことで人々が目を向けてこなかった。今年も観察を続ける中でいくつかの課題が見えた。夜の街灯に集まるすべてのガは、必ず警戒色・隠ぺい色をもっている。実際にその効果はどのくらいあるのだろう。ガやチョウを主に捕食するのは鳥類である。鳥類に警戒色・隠ぺい色の効果を確かめた。また、街灯に集まる中でも特に目立つシロヒトリとスジベニコケガを対象に年によって個体数が増えたり減ったりするように感じた。さらに、湿度が高い日の夜は、ガ全体の街灯に集まる個体数が多く、湿度が低い日の夜は、街灯に集まる個体数が少ない傾向にあるのは、ガがもつ体温調節機能に関係しているのではないか。次に今年もヤママユを飼育してみたが、実に動かない。ヤママユの成虫は、口ふんが退化しているため、成虫は、全く食べることができない。ぼくは、このことがヤママユの「動かない」行動？につながっていて、エネルギーの消費を少なくするようにしているのではないかと考えた。
仮説⑴

鱗翅目（ガ・チョウ）がもつ隠ぺい色・警戒色は、主に捕食してくる鳥類に対して効果を発揮するのではないだろうか？

⑵

シロヒトリやスジベニコケガは年によって個体数が増えたり減ったりすることが子孫の繁栄に効果を出しているのではないだろうか？

⑶

ガは体温が急激に奪われると運動できなくなるので、一定な体温になるような体のつくりをしているのではないだろうか？

⑷

ヤママユは、動かないときは休眠状態になるが、外からの何か決まった刺激によって休眠が覚め、活動を再開するのではないだろうか？

２

研究方法
⑴

鱗翅目（ガ・チョウ）の観察日記２００９⑵

仮説⑴の検証①ガの翅をモデルにした配色カードに鳥のエサを置いて、鳥がどの配色カードのエサを最も多く食べるか観察し比較する。

②⑶

セスジスズメの生育状況にともなって体色や模様がどう変化するか観察する。
仮説⑵の検証①⑷シロヒトリとスジベニコケガの個体数を調査場所ごとにまとめ、年で追って比較する。
仮説⑶の検証①⑸ガやチョウが太陽熱で体を温めた後、日陰でどのように体温変化するか観察する。
仮説⑷の検証①

ヤママユの一時的な休眠は、光・音・圧力・風のうち、どの刺激によって目覚めるか実験で確認する。

−13−

３

研究内容
①

仮説⑴の検証主なガの翅をモデルにした配色カードをつくって鳥がどの配色カードの上のエサを多く食べるか観察する。

Ａキシタバ

②Ｂ

ツマグロキチョウ

Ｃ

クロアゲハ

Ｄ

ジャコウアゲハ

セスジスズメが成長にともなって体色や模様がどう変化するか観察する。
今年は、セスジスズメを誘うために、サトイモを家の裏に植えた。葉にセスジスズメのタマゴを発見した。
１令～４令までの幼虫は基本的に黒系である。しかし、体が大きくなるにつれて節ごとにあるだいだい色の斑紋が大きくなる。
５令になると皮膚は節ごとに筋がつきヘビのように見える。
そして、苗の近くの土の中で蛹になる。蛹は、天敵からも動いて逃げられないことから地味な方が有利なのだろう。スズメガの仲間は、成虫になっても活発に動き回るためカレハガほどの擬態をしなくてもいいのだろう。

⑴

仮説⑵の検証細江公園の街灯に出現したシロヒトリとスジベニコケガの個体数を１７年度からまとめ比較し考察した。

⑵

仮説⑶の検証ガやチョウがドライヤーで体を温めた後、どのように体温変化するか４種類の昆虫の体温変化を観察した。体温検査は、胴体部分と翅部分に分けて調べた。

⑶

仮説⑷の検証ヤママユの一時的な休眠は、光・音・圧力・風のうち、どの刺激によって目覚めるか暗い部屋で確認した。

４

研究結果
⑴

仮説⑴の検証結果①

翅をモデルに配色カードに鳥のエサを置いて、鳥がどの配色カードのエサを最も多く食べるか観察した。

配色カードごとのエサの減り方（エサ：パン−14−

数値はパン片の数）

エサが減った数が少ないのは、Ａキシタバ、Ｂツマグロキチョウなどのだいだい色・黄色系だった。意外だったのはCの赤系の斑点があるカードで食べられていることだ。
②

セスジスズメの成長にともなって体色や模様がどう変化について観察する。
セスジスズメの幼虫の成長は、アゲハなどに共通するものがある。３令虫より若い幼虫では、体色の基本は、黒色である。体長が小さい幼虫は、黒色系に擬態しているか葉と同色に擬態しているものが多い。基本色を黒色系にするものは、鳥のフンに擬態しているが、そのような技はいつ身につけたのか不思議だ。セスジスズメもナミアゲハも終令に近づくと隠ぺい色から警戒色に変わってくる。

⑵

仮説⑵の検証シロヒトリとスジベニコケガの個体数を細江公園の街灯に出現した数を17年度からまとめ比較した結果をグラフにした。生物の数は、食う食われる関係から、正常な環境での個体数の変化は、のようになる。しかし、スジベニコケガもシロヒトリも17年・18年と数が少なかったのに19年、20年に増え、21年に激減した。

そこで気象にかかわる情報を調べてみるとおもしろいことがわかった。スジベニコケガやシロヒトリが少なかった17年・18年はナニーニャ現象が起きている。そして今年は、エルニーニョ現象が起きている。スジベニコケガやシロヒトリの発生は、周期的に起きるのではなく、気象等の環境変化が影響している。
⑶

仮説⑶の検証ガやチョウが太陽熱で体を温めた後、日陰でどのように体温変化するかチョウなどの他の昆虫と比較しながら観察した。ガやチョウがドライヤーで体を温めた後、どのように体温変化するかチョウやガなど４種類の昆虫の体温変化を観察した。体温検査は、胴体部分と翅部分に分けて調べた。

℃

秒後

・胴体部分の体温変化についてどの生物にも同じ距離から30秒間の温風をあてた結果だ。温風をあてたのは、モンキアゲハ・−15−

アゲハ・ヤママユ・ツマグロヒョウモンの４種類だ。胴体では、30秒間の温風をあてたときヤママユが41.3℃と最も体温が上昇した。次にツマグロヒョウモン、モンキアゲハ、アゲハの順である。スタートの温度が異なるのは、同じ温風があたったときに熱を体に蓄えることができることになる。ヤママユは外部の熱を効率よく取り入れて、体温を保つことができる。温風を当てた後、体温の下がり方もチョウよりガの方がゆるやかな温度の下がり方をしている。つまりヤママユはチョウの仲間より暖めやすく、冷めにくい体温変化をする体であることが分かる。
・翅の体温変化について翅についても胴体部分と同じ結果になると予想しながら、実験し。温風を30秒当てて一番温度が高くなったのはツマグロヒョウモンで41.4℃

２位は、モンキアゲハ、３位はヤママユで、アゲハという順になった。また蓄えた熱をどれくらい長い時間保てるかというとグラフが最も長くなったヤママユが１位、２位がツマグロヒョウモン、３位がモンキアゲハ、４位がアゲハとなった。
⑷

仮説⑷の検証①

ヤママユの一時的な休眠は、光・音・圧力・風のうち、どの刺激によって目覚めるか暗室での実験で確認した。
前にも書いたがヤママユの成虫には口ふんがない。生きていくための養分は、すべて幼虫時代に体に取り入れるのだ。ということは、体のエネルギーが無くなったときは、エネルギーを補給できないのだ。
ヤママユの成虫は無駄なエネルギーを使わず、子孫を残さなくてはならない。エサを補給できない体だから動かず、エネルギーの無駄遣いを避け休眠するのではないだ
ろうか。しかし、昆虫はパートナーを見つけ、子孫を残すために成虫になるわけだから休眠しても何らかの刺激で休眠から覚めないと、成虫になった目的が果たせないのではないかと考えた。
※光の刺激：白色ＬＥＤの光を１秒間ヤママユの目に当てる。
※音の刺激：手をたたく音（約１秒）※圧力の刺激：翅部分に人差し指で軽く１秒間触れてみる※風の刺激：吐息を１秒間吹き付ける

そこで、光・音・圧力・風の４つの刺激をいずれも１秒間与えてヤママユの反応を確かめることにした。
結果は、最も光の刺激に反応し、次に風の刺激、圧力の刺激と続き、音には全く反応しなかった。
ヤママユを街灯で見つけることができるのは、いつも時間が１１時以降であるため、これらの刺激だけで単純に目覚めるのではなく、体内時計みたいなものを持っていて活動しだすのかもしれない。

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５

研究の成果と課題⑴

鱗翅目（ガ・チョウ）がもつ隠ぺい色・警戒色は、主に捕食してくる鳥類に対して効果を発揮するのではないだろうか？については、だいだい色・黄色は、警戒色として効果が高いという結果がでた。クロアゲハなどの黒色の下地に赤色の斑点は、警戒色としては効果がない。野外に出ると果実に赤色のものが多いため、赤色は、食べ物に見えてしまうのだろう。斑点は、黒色でそのまわりがだいだい色や黄色といった模様が鳥類への警戒色になるのではないだろうか。また１令～３令までの幼虫では、黒色になっている。それは隠ぺい色で見つからないようにすることの方が警戒色でいるより、身を守れる確率が高いためではないかと思う。

⑵

シロヒトリやスジベニコケガは年によって個体数が増えたり減ったりすることが子孫繁栄に効果を出しているのではないだろうか？については、街灯でガの観察をしているとシロヒトリ・スジベニコケガの個体数が他のガの数とは違い、圧倒的に多い。シロヒトリやスジベニコケガは、大量発生するセミのように当たり年があるのではないかと思っていた。しかし今回の調査では、主に気温を中心にした環境変化がシロヒトリやスジベニコケガの出現数を決めていると感じた。

⑶

ガは体温が急激に奪われると運動できなくなるので、一定な体温になるような体のつくりをしているのではないだろうか？については、ガの多くは夜行性でチョウなどと比べると圧倒的に運動量は少ない。ヤママユは、そのために口ふんが退化したのだろう。今回の調査でもガであるヤママユの保温性は、チョウと比較しても優れている。しかし、チョウの中でも最近、北上しているツマグロヒョウモンは、ガと同じような体温調節ができる傾向にある。つまり気温の影響を受けにくく環境変化に対応しやすいということではないだろうか。

⑶

ヤママユは、動かないときは休眠状態になるが、外からの何か決まった刺激によって休眠が覚め、活動を再開するのではないだろうか？については、今回の実験では、ヤママユが何かの刺激で休眠が覚め活動を再開すると仮説した。結果では、光に最も反応している結果が出た。しかし、ヤママユを無理に動かし、自分から動いているという感じがなかった。１６年度の研究で、クヌギの樹液に集まる昆虫は、時間帯ですみ分けしていたので、ヤママユも体内時計みたいなもので行動しているように思えてきた。ヤママユの時間帯における出現数を調べる必要がある。

参考文献

昆虫擬態の観察日記
蝶の自然史

海野和男
大崎直太

技術評論社 昆虫４億年の旅
北海道大学図書刊行会

−17−他

今森光彦

Creviis