都市の夜間照明が昆虫の冬眠を妨げている。
これは、大阪市立大と摂南大のチームが、ハエを使った研究をまとめ、発表したものだ。研究チームは都市に生息し、明瞭な季節性を示すハエの一種、ナミニクバエを実験対象として、都市環境下での冬眠開始時期や冬眠に入る個体の割合を調べた。

(画像提供:摂南大学理工学部生命科学科 向井歩特任助教)
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実験は室内と野外で行われた。
室内では、秋の環境条件にさまざまな照度の夜間照明を組み合わせた飼育環境を準備し、冬眠に入る個体の割合を調べた。都市での気温上昇の影響を調べるため、2つの温度(20℃および15 ℃)を用いた。

その結果、夜間照度の上昇に伴い、冬眠に入る個体の割合が低下し、夜間照度の上昇が冬眠を阻害することがわかった。さらに、高い温度は夜間照度上昇による冬眠阻害効果を促進することがわかった。

夜間の照度が冬眠する個体の割合に及ぼす影響(画像提供:摂南大学理工学部生命科学科 向井歩特任助教)

野外実験は都市の中でも夜間照明が少なく夜が暗い約0.2ルクス(これは晴れた日の満月の夜の明るさに相当)の地点と夜間照明が多く夜が明るい約6ルクス(夜間の住宅街や道路の明るさに相当)の地点で行った。

夜間照明が少ない地点では、多くの個体が10~11月に冬眠に入った。一方、夜間照明が多い地点では、11月を過ぎてもほとんどの個体が冬眠に入らなかった。つまり、私たちのくらしを支える夜間照明によって、昆虫の季節性がかく乱されていることが考えられるという。
また、実験では、冬眠開始時期は自然豊かな郊外よりも都市の方が遅く、都市の温暖化(ヒートアイランド)にも影響を受けることがわかった。

夜間照明が多い地点と少ない地点での冬眠に入る時期の比較(画像提供:摂南大学理工学部生命科学科 向井歩特任助教)

多くの昆虫は、気温や1日の日の長さをもとにして季節をよみとる

都市の光は昆虫の冬眠を妨害していることがわかったわけだが、冬眠が妨害されると人間と虫、それぞれにどんなデメリットがあるのか?研究チームの一人である、摂南大学理工学部生命科学科の向井歩特任助教に詳しく話を聞いてみた。

――なぜこの研究をはじめた?

文明の発展にともない、私たち人間は住みよい環境を求めて土地を開発し、便利で安全な街づくりを進めてきました。このいとなみは、本来の自然環境を改変し、周辺に住む生物にさまざまな影響をもたらします。

都市で見られる環境の特徴として、ヒートアイランド現象による温暖化と、人工照明がもたらす夜の明るさがあげられます。多くの昆虫は、気温や1日の日の長さをもとにして季節をよみとり、冬の到来を予測して冬眠に入ります。冬眠は、休眠とも呼ばれ、みずから発育を停止させた生理状態です。冬眠に入った昆虫は、低温や飢餓などの環境ストレスに強くなることが知られます。温暖化や夜の明るさは、本来の自然環境とは異なる季節情報をもたらす可能性が考えらます。

昆虫の季節適応が、都市環境によってどのような影響を受けているのだろうか?という問いかけを発し、今回の研究の着想に至りました。


――数ある虫の中で、なぜハエを選んだ?

民家の周辺などでも発生することから、都市での昆虫の生存を調べるうえで適切であると考えたためです。また、ニクバエは季節適応の研究対象としてよく用いられ、温度や明暗条件に応答した冬眠の誘導についての知見が蓄積されています。さらに、ニクバエは多産で、大量飼育が容易に行えます。実験条件をそろえ、長期的に都市環境の影響を調査するためには大量の個体が必要となるため、今回の実験に最適な題材といえます。

研究対象となったナミニクバエ(画像提供:摂南大学理工学部生命科学科 向井歩特任助教)

害虫の発生が抑えられなくなるかも

――昆虫の季節性が攪乱されると、どんなデメリットがある?

まずは、昆虫にとってのデメリットを述べます。昆虫は体が小さく変温動物であるため、気温の高い夏が生存に適し、気温の下がる冬は、生存に不適です。翌年の春まで生きのびるためには、冬眠に入ることが不可欠です。季節性がかく乱されてしまうと、正しい時期に冬眠に入ることができなくなり、生存の可能性が大きく減少します。 

次に、われわれ人間にとってのデメリットです。昆虫は、ほかの多くの動植物とともに生態系を構成する重要な生物です。生態系は、さまざまな生物どうしの相互作用によって成り立っています。蜜を求めて花に訪れ、花粉を運搬する昆虫のおかげで作物が実をつけることができます。他の昆虫をとらえて食べる肉食性昆虫のおかげで、農業害虫や衛生害虫の大発生が抑えられているかもしれません。

このような昆虫の生活史や行動が都市化によってかく乱されると、生態系によって間接的にもたらされる利益が減少する可能性があります。また、本来なら冬季は冬眠する昆虫が、都市化の影響で冬眠できず、より温暖なわれわれの生活域に侵入してくることも考えられます。蚊やハエなどのような衛生害虫、不快害虫によるくらしへの悪影響が考えられます。


――季節性が攪乱されると、都市部からその昆虫がいなくなるということもある?

適切な時期に冬眠に入り、適切な時期に冬眠から覚めて発育する、という性質が乱されるため、その昆虫は徐々に姿を消していくかもしれません。一方で、都市環境においても多くの昆虫がわれわれの身近に生息しています。季節情報がかく乱されたとしても、うまくその環境に適応し、生き残るすべを見出しているのかもしれません。 


――ハエの結果は、他の虫でも同じことが言えそう?

まだはっきりとはわかりません。人工的に夜間を明るくした実験条件では、蚊のなかまやヨトウガなどでも冬眠が阻害されることが報告されているので、多くの昆虫でも夜の明るさが季節性をかく乱することが考えられます。ただし、光や温度に対する感受性や、食料となる動植物、天敵とのかかわりなど、それぞれの昆虫種の性質・生態のちがいによって、都市環境が季節性に及ぼす影響は異なる可能性があります。

実験の様子(画像提供:摂南大学理工学部生命科学科 向井歩特任助教)

昆虫が新たな環境に適応・進化するしくみの解明につなげる

――この結果は、どんなことに役立てられそう?

都市環境は、この数百年の間にヒトの活動で作られた環境です。3億年以上といわれる昆虫の進化の歴史の中で触れることのなかった「新しい」環境といえます。都市環境による昆虫の生活史への影響や、その環境への適応の様態を明らかにすることで、昆虫が新たな環境に適応・進化するしくみの解明につながることが期待されます。 


――今後は、どんな研究をする予定?

今回の実験は、2年間、それぞれ2か所の異なる環境が冬眠に及ぼす影響を調べたものにすぎません。都市のもたらす環境は多彩です。都市環境が季節のよみとりに及ぼす影響を知るためには、人工照明の強さや光の色、温暖化の度合いなどが異なる都市環境が休眠に及ぼす影響を調べる必要があります。

また、今回の実験では、1か所で継続的にハエを飼育するという方法を執りました。ハエは翅をもち、自由に飛び回ることができるので、野生下ではさまざまな環境に暴露される可能性があります。都市環境に棲息する、「野生のハエ」の冬眠がどのような影響を受けているのかを調べる必要があると考えています。

 

都会の光のせいで、虫が冬眠できなくなる。すると、生態系に影響が出て害虫の発生が抑えられなくなる人間にとってのデメリットもあるかもしれないという。けっして、虫の世界だけの話ではなかった。