〈 第 54 回 静 岡 県 学 生 科 学 賞

９県科学教育振興委員会賞〉

身近な昆虫たち２０１０～鱗翅目（ガ・チョウ）の生き残り戦略Ⅱ～

１

研究の動機
スジベニコケガの大量発生は、なぜ起きるのだろうか？何のために起きるのだろうか？今まで
僕は、スジベニコケガの出現数の原因が気候だけに原因があると考えていたが、京都大学

理学部の日高敏隆先生の「昆虫という世界」という本に記されていた生物の「群集効果」という現象が載っていた。これは、同種の生物がある決まった区域に大発生すると、生物の個体数を減少させ、調整するかのように働く現象である。僕は、他地区では見られなかったスジベニコケガが西気賀や
気 賀 南 と い う 限 ら れ た 場 所 で 大 発 生 し 、そ の 後 減 少 し た の は 、「 群 集 効 果 」に よ っ て 減 っ た の で は な
い か と 考 え る よ う に な っ た 。も し 、「 群 集 効 果 」に よ る 近 縁 種 間 の 交 配 で あ れ ば 、場 所 ご と に 採 集 されるスジベニコケガは、共通の遺伝子を持っているだろう。
サークルＫ西気賀店とサークルＫ気賀南店で発生するスジベニコケガの翅の模様を比べることで、遺伝の系統が何通りあるか調べることでスジベニコケガの大発生と大減少の理由の発見に近づけると考えた。
さらに「昆虫という世界」によると、昆虫にはセキツイ動物にある肝臓がないことと、脂肪が体内に蓄積されていること、そして、気管から取り入れた酸素は、肺や血液を経由して、各臓器に運ばれるのではなく、取り入れた酸素が管を通して直接、臓器に運ばれる構造になっていることを知った。このことを読んだとき、ヤママユが、成虫になって食物を摂取しないことを思い浮かべていた。ヤママユだけでなく昆虫が生きていく中で脂肪の役割がかなり大きいのではないだろうか。
そこで上記の動機をもとに、本年度の研究の仮説を以下のように設定してみた。
（１）２０年度のスジベニコケガの大発生後、個体数を減らしたのは、気象変化以外にも「群集効果」が原因に含まれるのではないだろうか。
（２） ガは、生命 を維 持し て いくい ろい ろな 目的 の ために かな りの 量の 脂 肪を体 内に 蓄積 しているのではないだろうか。
２研究方法（１）鱗翅目（ガ・チョウ）の観察日記２０１０（２）仮説（１）の検証① 出現しているスジベニコケガを採集し、翅の模様を観察し、何種類のパターンがあるか分類
す る こ と で 、そ の 地 区 の ス ジ ベ ニ コ ケ ガ が い く つ の パ タ ー ン の 遺 伝 に よ っ て 出 現 し て い る か 調
べる。そのことで近縁による交配の度合いを調査する。
（３）仮説（２）の検証① 採集したガを双眼実体顕微鏡下で解剖し、体内のつくりの様子を観察する。
② 体内をつくる物質のうち、どのくらい脂肪が含まれているかいくつかのガを中心にした昆虫を解剖し、体内の脂肪の含有量を比較してみる。
３

研究内容（２）仮説（１）の検証
分類の視点については次のようにきめた。
- 32 -

視点①は、個体の大きさを採集した個体の最小のものと最大のものの全長の中間値を境に（大・小）の２つに分類した。
視点②は、翅の朱色部分である。朱色部分が鮮やかなものと薄いもの（鮮・薄）の２つに分類した。
視 点 ③ は 、翅 の 茶 色 部 分 の 濃 い も の と 薄 い も の（ 濃・薄 ）の ２ つ に 分 類 し た 。３ つ の 視 点 で 、それぞれパターンの組み合わせなので、出現の可能性があるパターンは、数学的には、最 大 （ 大 ， 小 ） ×（ 鮮 ， 薄 ） ×（ 濃 ， 薄 ） ＝ ２ ×２ ×２ ＝ ８ 通 り と な る 。
」
視点①

視点② 翅の朱色部分の「朱」の鮮やかさが、鮮やかか薄いか

全長

視点③ 翅の茶色部分の色が濃いか、薄いかいくつかの出現パターンが、個のガがもつ形質なので、同時に遺伝子の血統を判断する材料となるのではないかと思う。
（３）仮説（２）の検証① 採集したガを双眼実体顕微鏡下で解剖し、体内のつくりの様子を観察する。

② 双 眼 実 体 顕 微 鏡 下 で 何 種 類 か の ガ を 中 心 と す る 昆 虫 の 解 剖 し 、体 内 に ど の く ら い 脂 肪 が 含
ま れ て い る か 解 剖 し 、体 内 の 様 子 を デ ジ タ ル カ メ ラ で 撮 影 し 、昆 虫 ご と の 違 い を 比 較 す る 。
４ 研究結果（１） 仮説（１）の検証結果
スジベニコケガが確認できた観察場所についてであるが、どの場所もそれぞれ複数の水銀灯が存在する。しかし、すべての水銀灯下でスジベニコケガが出現しているわけではない。
スジベニコケガが出現する水銀灯は決まっている。
サークルＫ気賀南店では、店の西側の水銀灯に出現が集中している。サークルＫ西気賀店
では、店の北側の水銀灯に集中している。細江公園では、国民宿舎前の水銀灯のみだ。
こ れ ら の 3 カ 所 で 共 通 し て い る こ と は 、「 水 」 だ 。
サークルＫ気賀南店では、店の裏に竹やぶがある。竹やぶの中にはわき水が出ている。
サークルＫ西気賀店では、水銀灯の横には、内壁にコケが生えた水路がある。
そして、細江公園で出現する水銀灯は、山の斜面になっていてわき水が出ている。
この結果を見て過去の研究でガがどのくらいの距離を飛ぶかをテストしたときのことを思い出した。
昼間に活動するチョウは、1 回の飛行（休息するまで）では、測定ができないほどの長距離を移動して見せるが、夜行性のガは、1 回の飛行で３ｍ～１５ｍの飛行しかしない。しかも、チョウなどの昼行性の鱗翅目は、一度休憩しても、数秒で次の飛行にうつるが、夜行性のガは、1 度休憩をするとほとんど、数時間その場に滞在ということになる。
つまりスジベニコケガも飛んで長距離を移動するのが苦手で、スジベニコケガやシロヒトリなどのヒトリガの仲間は、特にその傾向が強い。
今回、決まった水銀灯の場所でスジベニコケガがいた理由は、幼虫時代に生息していた食草であるコケがある水路から最も近くの水銀灯に来ているとみて間違いない。
さて、今年のスジベニコケガの出現数だが細江公園での年度別経過を見るとさらに減少傾向にあるのである。
シロヒトリ
742525511
スジベニコケガ
38325252
114- 33 -今年は、個体数減少の理由を、小学校の時とは違って、視野を広げ、その原因の可能性をいくつか考えて見ることにしてみた。
まずは、気象面についてである。スジベニコケガの食草は、コケである。コケは、湿ったところに 生 え 、乾 燥 を 嫌 う 。今 年 の 梅 雨 入 り は 、6 月 13 日 で 梅 雨 明 け は 、7 月 17 日 だ っ た 。梅 雨 の 降 雨 状
況 は 、一 定 に 雨 が 降 り 続 く 感 じ で は な く 、降 る と き は 、ま と め て 降 る 感 じ だ 。ゲ リ ラ 的 に 降 る 雨 は 、水路に生えているコケ類や幼虫を洗い流してしまう。また、一気に降った雨は、土中や水路には蓄積されず、流れてしまい、保水の役割を果たさないのではないだろうか。
次はスジベニコケガの日別の出現数である。コケガは、夏休みの終盤頃になると成虫が灯火に集まるようになる。

チ ョ ウ や ガ の ラ イ フ サ イ ク ル（ 卵 ～ 成 虫 の 期 間 ）が 夏 場 で ほ ぼ 1 ヶ 月 な の で 、7 月 後 半 に 見 ら れ た
スジベニコケガは 8 月後半になって再び出現してきた。最も多く出現しているところは、サークルＫ気賀南店だ。
発 見 し た ス ジ ベ ニ コ ケ ガ の 一 部 は 、実 験 方 法 に 記 し た 視 点 で 形 質 ご と に 分 類 し た 。出 現 し て い る ス
ジ ベ ニ コ ケ ガ は 、計 算 上 で は 、8 種 類 だ が 実 際 に は 、5 種 類 の 存 在 で 、そ れ を Ａ・Ｂ・Ｃ ・Ｄ・Ｅ タイプと決めて分類した。
採集サンプルの数も出現数が最も多いサークルＫ気賀南店が最も多い。
形質別に分類した結果は、以下のとおりだった。
タイプ
西気賀気賀南細江公園
計A

B1517C0303D1203E12030314このデータを形質のＡ～Ｅタイプ別にデータを書き直してみたところ、次のようになった。

- 34 -

棒グラフからわかるように、タイプＡが最も出現数が多く、Ｂ～Ｅは、ほぼ同数であった。
次にこのデータを観察場所別にしてみた。

これらの結果を見てみるとＡタイプの出現が最も多く、観察場所すべてで出現していた。このＡタイプは、大きさが１８ｍｍ以下の小型で、朱色部分が鮮やかな朱色、そして茶色い部分の色が濃いタイプだ。体の大きさが小さくて、派手な模様のタイプと言える。一般に鱗翅目の場合、派手で色鮮やかなタイプは、オスなのでタイプＡは、オスの個体である可能性が高い。
雌雄の判断をするために、インターネット・図鑑を調べてみたが、全く載っていなかった。
そこで、採集したＡ～Ｅまでの腹部の先端の形状を調べてみた。ＡＢは、先端部がくぼんでいるタイプでＣＤＥは、先端が尖っているタイプに分かれることがわかった。
下の写真左のＡタイプ、右Ｂタイプ共に腹部先端がくぼんでいる。つまり割れていることでオスであると分かる。

ＣＤＥは、腹部の先端が分かれていない。そして、腹部全体が丸みのある形をしている。成熟したメスは、丸みのある部分に卵をためる。ＣＤＥは、メスだろう。

ＡＢがオスで、ＣＤＥがメスであることを確認して、もう一度無作為に標本調査したスジベ
ニコケガのサンプルを見つめると、おもしろい結果が出ていることに気付いた。
なんとＡ（オス）＋Ｂ（オス）＝Ｃ（メス）＋Ｄ（メス）＋Ｅ（メス）と な っ て お り 、 オ ス ： メ ス の 出 現 数 が １：１（ 性 比 ）に な っ て い る の で あ る 。（ 性比とは、オス：メスの出現する比のこと）
タイプ
A♂
B♂
C♀
D♀
E♀
西気賀
10110
気賀南
53223
細江公園
10001
計73334
次に出現するタイプを観察場所別に見てみると、サークルＫ西気賀店には、Ａ、Ｃ、Ｄの３つのタイプ
サークルＫ気賀南店には、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの全てのタイプ
細江公園では、Ａ Ｅの２つのタイプ
も う 少 し サ ン プ ル 数 を 増 や し た 方 が 確 実 な 結 果 に な る と 思 う が 、個 体 数 が 多 い サ ー ク ル Ｋ 気
賀南店の方が全てのタイプがそろっているからいろいろな遺伝子が交雑しているのだと思う。
出 現 数 が 少 な い と こ ろ は 、出 現 す る タ イ プ が 少 な い こ と か ら 、多 く の 遺 伝 子 が 交 雑 す る 環 境 の方が個体数を増やすのではないかと思う。
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平 成 20 年 度 に ス ジ ベ ニ コ ケ ガ が 数 を 増 や し 、 そ の 後 減 る 現 象 に 至 っ た の は 、 生 物 の 「 群 集効 果 」に よ る も の で は 、な か っ た か も し れ な い 。か も し れ な い と し た の は 、大 発 生 し た と き のス ジ ベ ニ コ ケ ガ の 性 比 が １：１ だ っ た の か 、確 認 し た わ け で は な い の で 、そ う 述 べ た の だ 。次回 大 発 生 し た と き に 性 比 が ど う な っ て い る か 知 り た い 。も し か し た ら 、オ ス ば か り で メ ス が 異常に少ないという「群集効果」が出ているかもしれない。
（２） 仮説（２）の検証結果
こ の 実 験 で た よ り に な る の は 、京 都 大 学 日 高 先 生 の「 昆 虫 と い う 世 界 」の 文 中 に あ る こ の文だけである。
…とにかく、このような輪 、正 しくいえばラ セ ン の は ま っ た 気 管 は 、虫 を解 剖 してみると銀 色 に輝 いて見 える。
酸 素 は、この銀 色 の道 を通 って、外 界 から直 接 に細 胞 にやってくる。
解 剖 した昆 虫 の体 の中 には、また別 の抽 象 画 が見 える。たとえば、もうすぐサナギになろうという丸 々と太 ったカ
ブトムシの幼 虫 を解 剖 してみると、腸 の壁 に小 さな、粒 の そ ろ っ た 丸 い も の が ぎ っ し り と 並 ん で い る 。これ は も ち ろ ん 卵 で は な い 。 脂 肪 体 である。．．．．．．．
講談社 日高敏隆選集「昆虫という世界」より、一部抜粋
解剖の対象に選んだのは、コガネムシ科のアオドウガネ、 タテハチョウの仲間のキマダラ
モドキ、 ゴマフボクトウ、シロヒトリ、ドクガの一種の 5 種類。

アオドウガネ
キマダラモドキ
ゴマフボクトウシロヒトリ
ドクガの一種これらのサンプルがなぜ選ばれたのかというと、まずは、新鮮なものであるということ。次にアオドウガネは、京都大学の日高先生の解剖についての文献内容がカブトムシで例示されていたので、同じコガネムシ科で、解剖をしてみて脂肪体を自分の目で確認できるようになることが大切だと考えたからだ。
次のキマダラモドキ（チョウ）は、昼間に活発に動く鱗翅目の代表として選んだ。
夜行性の鱗翅目の代表は、ゴマフボクトウ、シロヒトリ、ドクガの３種類。シロヒトリは、スジベニコケガと同じヒトリガの仲間である。
手順は、ハサミを腹部先端から入れ、縦に切り開いた。うまく切開できない部分は、２つのピンセットを使って両側に引き裂くように操作して、開腹した。
最初に解剖したのは、アオドウガネである。
右の写真が双眼実体顕微鏡下で観察した様子である。撮影はデジカメのレンズを双眼実体顕微鏡の接眼レンズに手で固定させるだけで容易に撮影できた。日高先生の文献に載っていたように脂肪がフットボール状の形でいくつも体内にあることが確認できた。酸素を送るための管がいっぱい見えた。太い管は、液体が決まった方向に流れているのが透けて見えた。
昆虫の内臓は、緻密な構造をしていることに驚いた。
ピンセットでいくつもの脂肪体をかき分けていくと、日高先生の文献に記 さ れ て い た 「 ら せ ん の 管 」（ 気 管 ） を 発 見 す る こ と が で き た 。
次に解剖を試みたのは、ガのゴマフボクトウである。アオドウガネと違って、脂肪体を含めた内臓の色が黄色である。
ゴマフボクトウは、幼虫時代ブナ科やコナラ属の葉を食べている。そういった食草がもつ色素の影響があるかもしれない。脂肪体も生物によって若干色が異なってくる。以前アフリカツメガ
エルの解剖をしたことがあるが、その脂肪体は、だいだい色だ。だから、多少の色の違いはあるのだと思う。
次はキマダラモドキの解剖である。キマダラモドキは、昼行性のチョウである。成虫になっても花や樹液から糖分を吸っているせいか、脂肪体が密につまっている。
体内の脂肪体は、豊富な体液につつまれ水分も十分蓄えている。
ところがシロヒトリの場合は、体内の様子が異なっていた。他の鱗翅目より、豊富な鱗粉に体が包まれ、解剖しにくい。鱗粉は、水を撥水し、はじいてしまう。鱗粉を取り除きながら切開すると、体内に脂肪体は確認できるものの、目で確認できる脂肪体は、非常に少ない。その上、体内は水- 36 -分がなく、まるでミイラのようだ。
シロヒトリは、養分や水分のほとんどが幼虫時代に蓄えたもので成虫になって取り入れたものが少ないのだろう。動きがにぶいヒトリガの行動もこのようなことが原因になっているのだろう。
ドクガの体内は、ぎっしりと脂肪体が詰まっていた。 同じガの仲間でも体内に蓄積する脂肪体の貯蓄状況が違うことが分かった。
５．研究の成果と課題（ １ ） ２ ０ 年 度 の ス ジ ベ ニ コ ケ ガ の 大 発 生 後 、個 体 数 を 減 ら し た の は 、気象変化以外にも「群集効果」が原因に含まれるのではないだろうか。
小 学 校 ま で は 、ス ジ ベ ニ コ ケ ガ の 増 減 は 、気 象 の 変 化 に 原 因 が あ る と 考 え て い た 。し か し 、
広い地球上の生物で、進化の過程も異なる生物の中で変化の要因を１つに絞って考えるのはよくないことと思う。
スジベニコケガは、コケが自生している場所であることと、移動できる距離が短いことを考えると、その場所固有の遺伝子が受け継がれていきやすいのではないかと考えられる。狭
い細江町の３つの観測地点でもすべての形質のタイプが発見されなかったことからも、スジベニコケガの遺伝子が広範囲に拡散するのには何年もかかるのではないかと考えられる。僕は、この実験を始める前は、同じ形質間（血統）での交配が進み、個体数が多くなることで「群集効果」が促されて、個体数が激減するのではないかと考えていた。しかし、個体数の最 も 多 い サ ー ク ル Ｋ で の 出 現 タ イ プ は Ａ ，B、Ｃ 、Ｄ 、Ｅ の ５ つ タ イ プ が す べ て 出 現 し て い たことから、同じ形質での交配による「群集効果」が理由であることは考えににくい。
そのほかの理由として考えられることは、食草であるコケの不足か、農薬などの人為的な理由が考えられる。
（ ２ ）ガ は 、生 命 を 維 持 し て い く い ろ い ろ な 目 的 の た め に か な り の 量 の 脂 肪 を 体 内 に 蓄 積 し て いるのではないだろうか。
以上のことから考えると、昆虫は、幼虫から成虫に成長する過程で体内に貯蔵した脂肪の量がどのくらい残っているかで活動の仕方が違ってくるのかもしれない。脂肪が残っていれば、エネルギー源があるということで。遠くまで飛んだり、捕食やなわばりを守ったりするために活発な活動ができる。また、人間にとって脂肪は、あまりよい印象はないが、昆虫にとって脂肪は、エネルギー蓄積のほかに、体温調整、水分を体外に放出させないなどの役割をはたしているのではないだろうか。昆虫が誕生して以来、多様な環境に適応し、遺伝子のバトンタッチを行ってきた。僕は、その生命力に脂肪の役割が大きいのではないかと思う。
＜＜参考文献・参考情報＞＞
講談社 「昆虫という世界」
京都大学理学部名誉教授 日高敏隆
裳華房
チョウと共に生きる 南山大学名誉教授
阿江 茂
山と渓谷社
チョウ・ガ
日本鱗翅学会
松本克臣
桜前線コム
http://www.sakurazensen.com/kome/kishougurafu.htm
気象人
http://www.weathermap.co.jp/kishojin/index.php
みんなでつくる日本産蛾類図鑑
http://www.jpmoth.org/- 37 -