ゲンゴロウ
ゲンゴロウ(竜蝨・源五郎、Cybister chinensis Motschulsky, 1854 / ナミゲンゴロウ・オオゲンゴロウなどの別名あり)は、コウチュウ目ゲンゴロウ科ゲンゴロウ亜科ゲンゴロウ属の水生昆虫。日本産のゲンゴロウ類・および水生甲虫類としては最大種である。
かつて日本では一部地方で食用にされるほど高密度で生息し、秋に多産する生息池の水を落とした際には多数採集できた。このようにかつて身近な昆虫だった本種はタガメと並び「日本の水田の昆虫」の代表格として挙げられたが、2020年現在は生息環境破壊・侵略的外来種の侵入・乱獲などにより日本全国で著しく減少しnoneに指定されている。
本種は漢字で「源五郎」と表記するが、その語源には以下の説がある。
江戸時代後期・1834年(天保5年)に大石千引が記した語源解説書『言元梯』によれば、本種の名称「ゲンゴロウ」は「玄甲」もしくはその読み下し「げんがはら」が語源とされる。ゲンゴロウの姿・小動物を捕食する生態が「玄甲」に見立てられたと考えられる。
増井金典は「でんぐりかえろ」(旋回する、の意味)が「ゲンゴロウ」の語源と推測している。
「語源は不明」とする説もある。この語源不明説を扱った文献では「『源五郎』と称する生物名には他に『源五郎狐』『源五郎鮒』がおり、前者は『毛黒狐』(けぐろきつね)の訛りという説があるほか、後者は『大言海』にて人名由来説・『夏頃(けごろ)』の延という説の2説が紹介されているが、いずれも確かな語源はわからない」と解説されている。
なお本種の和名は単に「ゲンゴロウ」ではあるが、「ゲンゴロウ」の名称は本種に限らずゲンゴロウ類(ゲンゴロウ科)の総称としても用いられる。そのため特に普通種だった本種を指す場合はゲンゴロウ類全体と区別できるよう「タダゲンゴロウ」「ナミゲンゴロウ」と呼称されていたが、後述のように生息数が激減しているために近年では「オオゲンゴロウ」「ホンゲンゴロウ」などの名称で呼ばれるようになっている。
都築・谷脇・猪田 (2003) は「漢字で『源五郎』と書く人名のような和名が大変親しみやすい印象を与えており『他の水生昆虫の名前を知らなくても“ゲンゴロウ"の名前は知っている』人も多い」と述べているほか、三木卓も自著で「この虫をかつて愛した人たちの親愛感が『源五郎』という名前に残っている」と形容している。
竜蝨(りゅうしつ)の異名があるほか、一部地方ではヘビトンボの幼虫と同じく本種幼虫を孫太郎虫(まごたろうむし)と呼称する場合がある。このほかかつて食用に用いていた長野県ではガムシとともにトウクロウ・秋田県では同じくヒラツカの地方名で呼ばれたほか、新潟県の方言では成虫をガムシとともに「ガメ」「ガメムシ」「ガマ」「ワッパムシ」など、幼虫を「キイキムシ」と呼称した。
幼虫は凶暴性から英語で Water Tiger(水中のトラ) および Water Devil(水中の悪魔)と呼ばれるほか、日本でも凶暴性・体躯がムカデを連想させることから「田のムカデ」「水ムカデ」などの異名で呼ばれる。
日本本土各地(北海道・本州・四国・九州)・朝鮮半島(大韓民国〈韓国〉・朝鮮民主主義人民共和国〈北朝鮮〉)・中華人民共和国(中国)・台湾・ロシア連邦(シベリア南部)"注"に分布するが、九州南部ではより南方に生息するコガタノゲンゴロウが優占しており、近縁種のフチトリゲンゴロウ・ヒメフチトリゲンゴロウ・コガタノゲンゴロウが生息する南西諸島には分布しない。元来は亜熱帯から温帯へ分布を拡大した南方系の種類で、南方種群の代表格である本種はゲンゴロウ属として最も北方まで分布している。
垂直分布範囲も幅広く、本来は平野部 - 山間部にかけて生息する種だが、後述のように平野部ではほぼ絶滅している。
成虫の体は全長34 - 42ミリメートル (mm) の比較的平たい卵形で、体の線がほぼ段差なくつながり水の抵抗を極力抑えた流線形になっている。背面から見た体色は緑色もしくは暗褐色で、上翅には3条の点刻列(点線)があり、光加減で緑色に輝くが雌雄で違いがある。体の縁(頭楯・前頭両側・上唇・前胸背および上翅側縁部)は黄色 - 淡黄褐色で、前頭両側の黄色部内方には浅い窪みがあり、触角・口枝は黄褐色である。
歩脚は黄褐色 - 赤褐色(腿節・脛節・跗節(フ節)はやや暗色)で、前脚・中脚は強大な後脚と比較して小さめだが前脚に2本の爪(オスの場合はさらに後述の吸盤)を持ち、この鋭い爪を用いて獲物を捕食する。後脚はオールのような形状で、その両側に遊泳毛が生え、太短く遊泳に適した形となっている。腹面は黄色 - 黄褐色で光沢が強いが前胸腹板突起・後胸内方・後基節内方は黒色で、オスの交尾器中央片先端部は単純で急に細くなる。
雌雄間で大きく分けて「背面のしわ・溝の有無」「前脚の吸盤の有無」が異なるため、その点で区別できる。
オス - 成虫の背面(前胸背板・上翅)は前述の点刻列に加え、前胸背の前縁部に点刻があるが、その点を除けば背面は全体的に滑らかでメスより強い光沢がある。前脚跗節は第1 - 3節が楕円形に大きく膨らんで円盤状になっており、交尾の際はその裏にある吸盤でメスの背面に吸着する。
メス - 成虫の背面(前胸背板および翅端部を除く上翅)には全面的に細かい溝・しわが多数あり、光沢はオスより弱い。オスと異なり前脚は膨らんでおらず細長くなっている。
本種以外にもゲンゴロウ類のメスにはしわ・筋がある種が多いが、これは後述のようにメスは交尾中に溺死するリスクが高いためと考えられる。
本種のように縁取りのような黄褐色部分を持つゲンゴロウ属の種は他にコガタノゲンゴロウ・マルコガタノゲンゴロウ・フチトリゲンゴロウ・ヒメフチトリゲンゴロウがいるが、本種の縁取りは肩部を除いて側縁に達さず翅端に向かって徐々に細くなり、翅端部には不明瞭な雲状の紋があることから区別できる。なおゲンゴロウ類は主に肉食であるため、一般的な昆虫標本製作時に使用される酢酸エチルなどで殺虫すると各節の隙間から脂が漏出する場合があるが、特に本種などは黄色い縁取りが変色して真っ黒になってしまい同定が困難になる場合がある。また腹面から見ると本種は黄色 - 黄褐色だがコガタノゲンゴロウは黒色・フチトリゲンゴロウは暗赤褐色・ヒメフチトリゲンゴロウは「前半部が黄褐色・後半部が黒褐色」・マルコガタノゲンゴロウは赤褐色であるため、それぞれ区別できる。
なおゲンゴロウモドキ属はオスの前脚跗節だけでなく中脚跗節の第1 - 3節も膨らんで吸盤を持つが、本種を含むゲンゴロウ属は膨らまない。
幼虫は背面から見ると細長い紡錘形の体形で、体色は黒斑点が散在する灰褐色 - 黄褐色で3齢幼虫(終齢幼虫)の体長は63.7 - 77.9 mmである。
頭部・前胸および腹部第7・8節の硬化した部分は黄褐色あるいは暗褐色を帯びた白色 - 灰白色で、脚は黄褐色である。
頭部は亜方形でゲンゴロウ属幼虫の特徴である「頭楯前縁のW字型切れ込み」の両端隆起が他種に比べて強い。頭部には6対の単眼・細長い9節の触角・鎌形の大顎・9節の小顎ひげ・4節の下唇ひげを持つ。
中胸部 - 腹部第8節には背面中央部に白色条線を持つほか、背面両端に黒い帯があるが硬化した部分以外は不明瞭で、側面・腹面は白色 - 灰白色である。
脚の跗節および腹部第7・8節に遊泳毛を持つ。
水生植物が豊富な止水域環境を好み、やや水深のある池沼・ため池・水田および水田脇の水たまり・休耕田・湿地・流れの緩やかな用水路などに生息する。生息水域はヒルムシロ・ヒシ・コウホネ・ミクリ・ヒツジグサ・オモダカ・ジュンサイ・ガマなど水生植物が繁茂し、周辺に樹林地が広がるような場所で、特にモリアオガエル・イモリが多産する場所に多い。
成虫は主にため池など水深の深い水域に好んで生息する一方、水田・放棄水田など浅い水域では繁殖期を除いて確認できないことが多い。これは水田・放棄水田など水深の浅い水域にはサギ・カラスなど鳥類をはじめ天敵が多いため、それら天敵から身を守るためと考えられる。一方で幼虫はため池・放棄水田のどちらでも確認できるため、水生植物が多数茂る山里の池では成虫・幼虫ともに観察できる。谷津田に隣接してため池があるような場所では繁殖目的で池と水田を往復する成虫の生態を観察することができる。
ゲンゴロウ類の成虫は遊泳に向いた流線形もしくは卵形(水の抵抗が少ない形)の体形をしているが、本種成虫は水生昆虫の中でも特に遊泳能力に優れており、遊泳用に発達した2本の後脚をボートのオールを漕ぐように同時に動かして活発に泳ぎ回る。その動きは池などで一度逃げられると再び捕獲することが困難になるほど素早く、水際だけでなく水草の少ない池の中央部なども日常的な生活圏としている"注"。
成虫は肉食性で、爪のある前脚・中脚で弱った小魚・甲殻類・水生小動物などの獲物を捕獲し、強力な顎で肉をかじって食べる"注"。しかしタガメの前脚・消化液ほど強力な武器を持たないため、生きた魚類などを捕食することはあまり得意ではない。そのため健康な子ブナ・ドジョウなどを襲って捕食する力はなく、生きた他のゲンゴロウ・魚を積極的に襲うことは少なく、元気な個体同士が同種間で共食いすることも少ない"注"。
一方で死んで間もなかったり弱ったりした小魚などの小動物・昆虫を摂食することが多いが、メダカなどの小魚・ヤゴ・動きの鈍い獲物・水面に落下した昆虫などは生きていても捕食することができる。成虫は水槽に血液を1滴垂らしただけで血液の匂いに反応して獲物を探し回るほど強い嗅覚を持ち、水中で傷ついた魚など獲物の匂いを感じ取ると鋭い嗅覚・遊泳力で餌にありつく。一方で餌を食べすぎると体が重くなりすぎて浮上できなくなる場合があり、その場合は大量の糞をしたり食べたものを吐き出したりして浮上する。人工飼育下では主な餌として煮干し・田作り(いずれも醤油・食塩などによる味付けがされていないもの)が適しており、熱帯魚用の餌であるクリル(乾燥オキアミ)や赤虫(冷凍・乾燥品)"注"・昆虫類(コオロギ・ミールワームなど)・脂肪分の少ない魚の切り身(マグロの赤身・イカなど)なども食べる。
なお本種を含む大型のゲンゴロウ類(ゲンゴロウ属・ゲンゴロウモドキ属など)と小型のゲンゴロウ類(シマゲンゴロウ・ハイイロゲンゴロウなど)を同じ水槽で飼育すると、小型のゲンゴロウ類は本種などに捕食されてしまう。
夜間は活発に飛び回り、水系間を移動したり(正の走光性により)水銀灯などの灯火などにも飛来したりするが、いったん上陸してからでないと飛翔できない。内山 (2013) は「初めて野生の本種を観察した生息池では水温が上昇する5月初旬にゲンゴロウをはじめとした水生昆虫が忽然と姿を消し、9月初旬ごろから再び姿が見られるようになった。『夏季は水温が低い深い場所に移動しているのではないか?』と考えて池の深い場所を探してみてもゲンゴロウたちはいなかったが、周辺ではゲンゴロウなどが街頭に飛来したり幼虫類が水田で確認できたりしたことから『ゲンゴロウは季節に応じて生活場所を移動し“越冬に適した深い池"と“繁殖・摂餌などに適した水田など浅い水域"を使い分けている』と推測した」と述べている。
多くの水生昆虫は飛翔行動前に体を乾かして体温を上昇させるために上陸して甲羅干しを行う習性があるが、タガメ以外の水生カメムシ類(水生半翅目)の多くが日常的な甲羅干しを必要としないのに対しゲンゴロウ類など水生甲虫類の場合はミズカビ発生を防ぐなど飛翔目的以外のため日常的に甲羅干しをよく行い、長い時では約2時間ほどにおよぶ。甲羅干しは日光浴・体温調節・殺菌のためと考えられており、飼育下でこの行動を阻害すると体表・後脚付け根部分にミズカビが発生したり"注"、水生菌による感染症を起こしやすくなる。そのため、飼育時には甲羅干しができるよう流木・ヘゴの支柱などで足場を作ることが望ましい。
成虫は魚のような鰓呼吸ではなく他の陸上昆虫と同様に気門から空気呼吸をするが、人間が空気を貯蔵したタンクを用いて行うスクーバダイビングのように上翅の下(腹部背面との間の空間)に空気を貯蔵して潜水する。
成虫の上翅下には飛翔用の後翅が畳まれて収納されているほか、腹部の背側(上翅の下・尾端近く)に気門が開いている。成虫は腹端(尾端)を水面上に突き出して上翅と腹部背面の間にあるわずかな空間に新鮮な空気を貯蔵して潜水し、水中で気門から貯蔵空気中の酸素を吸収しつつ活動する。人間がスクーバダイビングで使う空気ボンベは使用すれば酸素濃度が減少するだけだが、ゲンゴロウの場合はそれとは異なり貯蔵空気中の酸素分圧(酸素濃度)が下がり二酸化炭素分圧が上がると水中に二酸化炭素が溶け出してその分だけ酸素が気泡の空気中に入り込むため、いったん上翅の下に空気を取り込んで潜水するとそこに元々含まれていた量以上の酸素を得て長く潜水活動をすることができる。酸素消費量・運動量が少ない冬季はガス交換のため水中に上がってくる頻度が低下する一方、水温が高く水中酸素溶存量が少ない夏季は頻繁に水面でガス交換を行う。
成虫は活動期の春 - 秋ごろ(水温が25℃前後に上昇する4月ごろから)に交尾し、成熟した成虫は冬季を除いて頻繁に交尾するが、内山 (2007) で市川は「産卵期は4月中旬・下旬ごろに始まり約2か月間続く。5月中旬になると水田・溝などで幼虫の姿が観察できるようになる」と述べている一方、都築・谷脇・猪田 (2003) は「産卵に至るのは6月 - 8月ごろの夏季に限られている」と述べている。交尾行動は昼夜を問わず頻繁に行われるがゲンゴロウの産卵には温度以外に日照時間が大きな条件となっており、水温が25℃以上あっても日照時間が12時間以下の場合はメスが産卵行動に至らず、日照時間が13時間を超える場合に産卵する。
オスは少しでも多くの子孫を残そうと1頭でも多くのメスと交尾しようとするが、メスはタガメとは違い産卵の度に交尾する必要はなく、1回交尾すればその後数か月間にわたり体内の貯精嚢(受精嚢)内にオスの精子を活性を保ったまま貯め込むことができ、2回も交尾すれば体内に蓄えられた精子でそのシーズンに産むほとんどの卵を受精させることができる"注"ことに加え、交尾中は後述のように十分な酸素を取り込むことができないことから、交尾後時間の経っていないメスはオスが近づくと水草や水底の枯葉の下などに逃げようとする。これに対してオスは前脚の吸盤をメスの背中に付着させ、逃げられないように重なる。交尾そのものの時間は短いが、オスがメスを捕まえている時間は10分ほど - 2時間超とばらつきが大きく、市川・北添 (2010) では「14回の交尾時間を測定したところ交尾時間の平均は162分だった」と発表されている。
オスは長い時間をかけてメスの交尾器内に精包を作るが、長い交尾中は大抵の場合オスが上になるため、メスは腹端を通して新しい空気を間接的に取り入れなければならない。雌雄ともに腹端を水面上に出せる場合もあるが、メスは大抵の場合、交尾中に呼吸器を水面に出すこともままならず十分な酸素を取り込むことができない。そのためメスは交尾中に窒息死する場合があり"注"、繁殖期にはメスの死亡率が上昇する。
このようにメスにとって水中でオスが自身の上に貼り付く行為は危険性が高いため、ゲンゴロウ類のメスは水中でオスが貼り付きにくくなるよう背面にしわ・溝を持つように進化した"注"一方、オスは水中でしっかりメスの背面に貼り付けるよう前脚に吸盤を有したと考えられる"注"。このように雌雄間でそれぞれ最適な戦略の差異により引き起こされた対立を「性的対立」と呼び、それに伴う雌雄の変化も含めて生物の進化の経緯を理解する上で重要とされる。
交尾後、メス成虫はいわゆる水田雑草を含む水生植物の茎に直径約2 - 4 mmの円形の噛み傷を付け"注"、長い産卵管を噛み傷に挿入して茎内部の組織内に1,2個産卵する。この時にメス成虫が選ぶ植物は「茎表面があまり固くなく、中にスポンジ状の組織が詰まっているか中央の空洞が狭い種類の水草」で"注"、茎の直径は5 mm前後を好む。
池ではコウホネ・カンガレイなどに産卵する。
水田・湿地ではオモダカ類・コナギ・セリなどに産卵する"注"。なお市川・北添 (2010) による調査で「タガラシ・コナギは若い茎に産卵するほか、フトヒルムシロ・セリの茎は齧って穴を開けたものの産卵しなかった」という結果が出ている。
ホテイアオイの浮嚢"注"・トチカガミの葉など一部が広がって内部がスポンジ状になっている植物には次々と産卵する。
イネの茎は「表面が固すぎること」「中空(ストロー状)で産み付けた卵が茎の中に留まらないこと」から産卵しない。市川・北添 (2010) による調査の結果「イネ(コシヒカリ)の茎はメス成虫が齧ることすらなく、古代米の茎は穴を開けたものの産卵しなかったが、茎内部が中空な植物でも卵が落下するほどのスペースがなければ産卵する」ことが判明した。
メス成虫は飼育下で餌を十分に与えられている場合、1シーズンに約30個 - 60個産卵するが、飼育密度が高いとメス1頭あたりの産卵数・孵化率が目減りする。メスの腹端には出し入れできる左右に扁平な産卵管があり、それを噛み傷に挿し込み産卵する。植物組織が腐敗して繊維だけになっても卵は孵化できるため、植物組織内に産卵する理由は「卵が魚などの天敵に捕食されることを避けるため」と考えられる。
自然下における成虫の天敵はブラックバス(オオクチバス)・アメリカザリガニ・ウシガエル・コイなど侵略的外来種のほか、在来種でもサギ・ツル・カラスなど鳥類・ナマズがいる。幼虫はイモリ・水生昆虫類などに捕食されるほか、3齢幼虫では成虫時の天敵に加えてタガメ・タイコウチがいるが、タガメ・タイコウチ・ナマズはゲンゴロウと同様に水田から姿を消したため、現在はブラックバスなど外来種とサギが主な成虫の天敵となっている。飼育個体は流木の下にできた隙間・ホテイアオイの根の下などに押し合うようにして集まっていることが多いが、これは天敵である鳥類などから身を隠す目的の習性であるとともに、呼吸のために貯めた空気による浮力で体が水面に浮き上がることを抑えるためとされる"注"。
身の危険を感じると頭部と胸部の間から白濁した液体を分泌させるが、この液体は昆虫標本に加工しても鼻を突く臭いが消えないほど強い臭いを持つ。また人間がこの液体を舐めるとかなり苦く感じることから「天敵の鳥類に襲われて捕食されそうになった際に逃げる手段」「近くの仲間に危険を知らせる警戒フェロモンのような働きをしている」などと考察されている。
成虫で越冬する。成虫は水生昆虫の中でも長寿命で、飼育下では約2年 - 3年生き、長いものでは約6年近くにわたって生きた記録もある。野生個体の越冬に関して詳しい生態は判明していないが、以下のような考察がある。
都築・谷脇・猪田 (2003) は「湧水などがあり真冬でも水面以外が凍らない池沼などを選んでおり、多数の個体が集まって越冬することも多いようだ」と述べられいる。また飼育下では11月を過ぎると活動が鈍るようになり餌の摂食量も減るが、冬季でも完全な冬眠状態にはならず活動し続けているため、様子を見ながら餌を与える必要がある。
内山 (2007) で市川は「水中の枯葉の下・泥の中などで冬眠しているようだ」と考察している。
都築・谷脇・猪田 (2003) は「自身の経験では本種の越冬・産卵の関係を考えると、産卵をうまく成功させるためにはタガメの場合とは違い一定期間は低温で飼育して越冬させる必要がある」と評価している。
卵は幅約1 mm・長さ約13 mmの細長い形で、水温28℃の場合産卵後約2週間程度で孵化する。幼虫は細長い体をしており、孵化直後の1齢幼虫は体長約2 mm(卵の全長の約2倍)で、脱皮して2齢幼虫(体長約40 mm)に変態し、さらにもう1回脱皮して3齢幼虫(終齢幼虫・体長約60 mm)に変態する。脱皮は水中で行い、まず胸部の背中側が中心から割れ、その割れ目が前後に広がるとともに幼虫の胸部・頭部が抜け殻から抜け出し、最後に腹部が抜けて脱皮完了となる。終齢幼虫(3齢幼虫)は成虫の体長のほぼ2倍(上陸直前では胴径約10 mm・体長約80 mm)にまで成長する。
幼虫期間は孵化 - 上陸まで約40日間だが、水温が低かったりエサが不足すると長期化するほか、幼虫期間中に生息地の田んぼなどの水が干上がると乾燥死する。また幼虫はイモムシ型の体形をしているため、後述のような獰猛な性格とは裏腹に外敵からの攻撃に対しては無防備であり、同一容器で複数飼育すれば共食いが起きるほか、貪欲な食欲を持つ一方で移動能力に乏しい。そのため本種幼虫たちが成長し、本種が個体群を維持していくためには幼虫たちの食欲を満たすだけの大量・豊富な種類の生き物が同所的に集中して生息している必要がある。
幼虫は23 - 28℃が最適水温で、生育可能温度範囲は比較的広いが、水温が低いと発育が遅れる反面、高すぎると水質悪化が早くなり死亡率も上昇する。また、薬品類には成虫以上に弱い。
幼虫も成虫と同じく水面上に尾部の呼吸器(尾端にある気門)を水面上に突き出して呼吸するが"注"、水深が浅い場所では水底から尾部を突き出して呼吸するものの"注"、基本的には水中の水草に掴まって呼吸する。また幼虫は腹部の尾部に生えている長い毛束を用いて泳ぐが、成虫と異なり泳ぎはあまり上手くない。
幼虫も成虫と同じく肉食性だが、成虫と異なり非常に凶暴な捕食者で、脱皮の前後1日以外は大変旺盛な食欲を発揮し、動くものならなんでも頭部の鋭い大顎で襲って捕食するばかりか同種間でも激しく共食いをする。
幼虫は自然下の浅い水域では植物の茎などに逆さまに掴まり、目の前を通る獲物を待ち伏せして捕食する。幼虫の大顎はタガメ幼虫の前脚よりかなり小さいため自分より大きな獲物を捕らえることは難しいが、一度獲物を捕まえれば逃すことはなく、強力な消化液で確実に仕留められるようになっている。大顎は注射針状になっており、生きた獲物に鋭い大顎で食いつくと獲物を麻痺させる毒・消化液を大顎内の管から同時に体内に注入して、獲物の体液・消化されて液状化した筋肉・内臓などの組織を注入に使われた大顎内の管から吸収して口の入り口の毛で固形物を濾過して除き、液体化した組織を消化管に飲み込む。これを体外消化と呼ぶが、顎で獲物の肉を齧り取って食べる成虫とは異なりタガメなど水生カメムシ類に近い摂餌方法で、幼虫に食べられた獲物の死骸は骨・皮しか残らない。幼虫に噛まれると非常に強い痛みを感じるため、安易に素手を近づけることは控え"注"、噛まれないよう細心の注意が必要である。
都築・谷脇・猪田 (2003) は「自然下の繁殖地で成虫を捕獲するためにマグロの刺身を仕掛けて設置したところ、しばらくしてゲンゴロウの幼虫が寄ってきて摂食した」という観察記録から「幼虫は動きだけでなく成虫と同様に餌の匂いにも反応するようだ」と推測している。
幼虫は主に昆虫類を捕食して成長する。飼育下ではバッタ・コオロギなどの昆虫類を与えないと羽化率(成虫まで育つ割合)が低下することが知られているほか、多摩動物公園昆虫園(東京都日野市)ではゲンゴロウの成虫・幼虫ともに養殖したコオロギを与えて飼育することで好結果を得た実績がある。
1齢幼虫 - 主にミジンコ・アカムシ(ユスリカの幼虫)・ボウフラ・イトトンボ類のヤゴなどを食べる。
2齢幼虫・3齢幼虫 - ホウネンエビ・小魚(ドジョウ・メダカ・キンギョなど)・オタマジャクシ(カエル類の幼生)および小さなカエル・水生昆虫類(ヤゴなど)・水面に落ちた昆虫類を食べる。
大庭伸也が島根県内の水田地帯で野生のゲンゴロウ幼虫の食性を調査したところ、1齢・2齢幼虫は主に昆虫類(ヤゴ・マツモムシなど)を食べ、3齢幼虫に入ると昆虫類に加えてオタマジャクシ・メダカ・ドジョウなど脊椎動物を捕食することが判明した。また大庭が飼育条件下でトノサマガエルのオタマジャクシとヤゴを同数ずつ与えて実験したところ、1・2齢ではヤゴのみを捕食し、3齢幼虫になってからオタマジャクシも捕食するようになったほか「ゲンゴロウ・クロゲンゴロウの幼虫はヤゴのみを与えて育てても成長可能であるが、オタマジャクシのみでは幼虫期間が長期化し生存率も低下する」という結果が出た。以上の点から大庭 (2011) は「ゲンゴロウ・クロゲンゴロウの生息地保全には豊富な水生昆虫が存在する水田を維持・管理する必要がある」と結論付けている。
なおオタマジャクシは生物濃縮により農薬が蓄積されている場合があり、市川 (2018) は「無農薬で稲を栽培している水田以外で採集したオタマジャクシをタガメに与えると死亡する可能性がある」と指摘しているほか、関山恵太は「成虫・幼虫を問わず水田脇などで採集された小魚・オタマジャクシなどには残留農薬が含まれており与えると死亡する危険性がある。観賞魚店で販売されているメダカなども魚病薬などゲンゴロウに有害な薬剤が残留している恐れがあるため、数日間は(別容器で)ストックして体内の残留薬剤を排出させてから使用したほうがいい」と指摘している。またイモリ・サンショウウオなど有尾類の両生類は幼虫にとって有毒である場合がある"注"。
水中に適応したゲンゴロウでも一生の全てを水中で過ごすわけではなく、成熟した3齢(終齢)幼虫は孵化から約40日ほど経つと日没後約1, 2時間後に上陸する。野生下で上陸が始まる時季は6月下旬 - 7月初めごろで、蛹化直前の幼虫(体長約80 mm)は上陸が近づくと餌に見向きもしなくなり、飼育下では飼育容器の中を泳ぎ周り出たがる様子を見せる"注"。幼虫が土に潜ってから成虫へ羽化するまでには約20日間かかるが、個体差および温度などの条件によりさらに10日ほど要する場合がある。
幼虫は適当な場所を見つけると固くなった頭部と胸部をスコップのように使って土中に潜り"注"、球形(直径40 mmほど)の蛹室を形成してから蛹室内で前蛹になる。蛹化に際しては水際から20 - 30センチメートル (cm) 程度の土中などあまり水際から離れない場所の土に潜るほか、内山りゅうの記録により「飼育環境下では斜面が土であればかなりの角度でも登る」ことが判明している。一方で幼虫は土に潜ることはそれほど得意ではないため、土の硬さは「指を差し込んでみて簡単に指が沈み込む程度」の柔らかさが好ましく"注"、(コンクリートなどで覆われていなくても)土木機械で硬く固められた畔の土には潜れない。
蛹室内で約10日間の前蛹期を経て、地中に潜ってから約8日 - 10日後に脱皮して蛹化する。蛹化する際は2齢幼虫が3齢幼虫へ脱皮する際と同様に頭部・胸部の背中側の中央が割れ、中から真っ白な蛹の頭部・胸部が現れ、蛹化開始から約25分後に腹部が幼虫の抜け殻から抜け出して蛹化完了となる。
蛹は蛹化後約10日 - 2週間後に約2時間の脱皮で羽化する。幼虫が土に潜ってから羽化するまでは約20日間で、羽化直前の蛹を観察すると複眼・大顎の部分が黒く変色するほか、前日には脚が赤っぽく色づいている。羽化に際してはまず脚を少しずつ動かしながら腹部を動かしてうつぶせの姿勢になり、腹部の皮の襞が伸びて余分な皮が腹部後ろに集まる。その後翅が伸び始めるとともに体幅が広がり、頭部・胸部の背中側の殻が割れて成虫の頭部が現れ、約2時間以上をかけて翅を伸ばしつつ蛹の殻を脱ぎ捨てると最後に脚が抜け出して羽化完了となる。羽化直後の新成虫は真っ白な色をしているが、羽化完了から約2時間後には淡褐色に変色し、その後は徐々に色が濃くなり翌日には緑色 - 暗褐色の体色になる。
羽化直後の新成虫はまだ体が柔らかく、外敵から身を守れないため、体が硬化するまでしばらく地中に留まり、羽化後5日 - 1週間程度経過すると蛹室を脱出して地上に這い出し、活動を開始する。新成虫は野生下では8月初め - 10月にかけて出現し、間もなく池に移動して11月初旬ごろまで活動するが、新成虫の繁殖は来年以降に持ち越される。