昆虫における化学コミュニケーションとは、化学物質を用いて同種または異種の昆虫間で行われる社会的シグナル伝達です。これらの化学物質は揮発性で、遠くにいる他の昆虫の嗅覚によって感知される場合もあれば、不揮発性で、昆虫の表皮上で他の昆虫の味覚によって感知される場合もあります。これらの化学物質の多くはフェロモンであり、体外で ホルモンのように作用します。
化学的コミュニケーションの多くの機能の中には、配偶者を引きつけること、同種の雌雄の個体を集合させること、他の個体の接近を阻止すること、新しい食料源を知らせること、道を示すこと、巣仲間を認識すること、縄張りを示すこと、攻撃を誘発することなどがある。
化学擬態においては、種内の化学コミュニケーションが他の種に乗っ取られることがあります。擬態者はアロモンやフェロモンを産生し、他の昆虫（擬態対象）の行動に影響を与え、擬態者に有利に働きます。このプロセスは、アリに似ていない種をアリのコロニーに受け入れるアリの擬態において重要です。
研究の歴史
1960年に、デティエ、ブラウン、スミスは化学シグナルを6つのグループに分類しました。[1]
| カテゴリ | 結果として生じる行動 |
|---|---|
| 運動刺激剤 | 昆虫の動きを速めたり、旋回速度を遅くしたりして、昆虫を分散させる |
| 逮捕者 | 昆虫の動きを遅くしたり、旋回速度を速めたりして、接触によって昆虫を集合させる |
| 誘引物質 | 昆虫を発生源に向かって移動させる |
| 忌避剤 | 昆虫を発生源から遠ざける |
| 摂食、交尾、産卵の刺激 | 摂食、交尾、産卵を促す |
| 抑止力 | 摂食や産卵を阻害する |
1965年、昆虫学者エドワード・O・ウィルソンは社会性昆虫における化学コミュニケーションに関する論文を発表し、その社会は主に「化学信号の複雑なシステム」によって組織されていると主張した。[2] 1990年までに、マフムード・アリとデイビッド・モーガンは、この分野があまりにも大きく成長し、包括的なレビューを行うには限界があると指摘した。[1]
セミオケミカル
音を発したり、光を発したり、触覚を利用したりといったコミュニケーション手段に加え、様々な昆虫が化学シグナル、すなわち情報化学物質を進化させてきました。情報化学物質の種類には、フェロモンやカイロモンなどがあります。化学受容とは、化学刺激に対する感覚器官の生理学的反応であり、化学物質は細胞の状態や活動を調節するシグナルとして作用します。[1] [3]
情報化学物質は多くの場合、植物の代謝産物に由来します。[3]情報化学物質は、作用する対象によって以下のように分類できます。
- フェロモンは同じ種の昆虫間のコミュニケーションに役立ちます。[3]
- アロモンは、その効果によって生産者に利益をもたらす。[3]
- カイロモンは、生産者ではなく受信者に利益をもたらす。[3]
- シノモンは生産者と受信者の両方に利益をもたらす。[3]
化学物質の中には、同種の個体を標的とするものもありますが、種を超えたコミュニケーションに用いられるものもあります。特に社会性昆虫では、香りの利用が発達しています。[3]クチクラ炭化水素は、乾燥や病原体と戦うためにクチクラ表面に分泌される非構造物質です。特に社会性昆虫においては、フェロモンとしても重要な役割を果たします。[4]
フェロモン
フェロモンには主に2種類ある。プライマーフェロモンは、受け取った昆虫に長期的な変化をもたらし、リリーサーフェロモンは、即座に行動の変化を引き起こす。[1]プライマーには、社会性膜翅目昆虫のコロニーのカースト構造を維持するために不可欠な女王フェロモンが含まれる。これらは揮発性が低く、働きバチによってコロニー全体に散布される。[5]一部のアリやスズメバチでは、女王フェロモンはクチクラ炭化水素である。[6]
| タイプ | 関数 | 注記 |
|---|---|---|
| セックス | 交配のために男女を一緒にする | 鱗翅目昆虫でよく研究されている |
| 招待 | 特定の場所での摂食や産卵を刺激する | |
| 集約 | 個人を結びつける | 亜社会性昆虫では一時的に、社会性昆虫では永続的に |
| 分散または間隔 | 希少資源をめぐる種内競争を減らす | |
| アラーム | 信号攻撃または警報 | 主にコロニー昆虫 |
| トレイル | 表面に沿って進むべき道として線を引く | 主に膜翅目（アリなど）と等翅目（シロアリ）；少数の鱗翅目（蛾など） |
| 領土と行動圏 | 領土または範囲をマークする | |
| 表面と葬儀 | 死んだアリは巣からの除去を促します。 | コロニーまたは種の認識に役立つ可能性がある |
アリ、シロアリ、ハチ、社会性スズメバチなどの真社会性昆虫は、頭部の大顎腺、腹部のデュフール腺、背腺、その他の腺など、数種類の外分泌腺からフェロモンを分泌します。 [5]
擬態
化学的擬態では、種内での化学的なコミュニケーションが他の種に奪われることがある。擬態者はアロモンまたはフェロモンを作り出し、擬態者が有利になるように別の昆虫（騙される側）の行動に影響を与える。[ 7]擬態 の種類には、有害な昆虫に似せることで保護を得るベイツ型擬態、 [ 8]防御力の高い異なる昆虫が互いに（この場合は化学的に）類似することで捕食者による被害を最小限に抑えるミュラー型擬態、 [ 9 ]捕食 性の擬態者が獲物に近づくことを可能にする攻撃型擬態、[10] または、蘭が化学的（および視覚的）にハチやスズメバチなどの花粉交配者に似ているプーヤンニアン擬態のように生殖型の擬態がある。[11]これはアリの擬態 にも見られ、蝶の幼虫のような擬態生物は、アリのような情報化学物質を生成することで、本来であれば殺してしまうアリのコロニー内で生きることができる。[12]
フェロモンの人間への利用
フェロモンの人間による利用例としては、果樹園における殺虫剤の代替としての利用が挙げられます。果実ガなどの害虫は性フェロモンに誘引されるため、農家は害虫の生息数を評価し、必要に応じて交尾を阻害するのに十分なフェロモンを散布することができます。[13]
参考文献
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- ^ ウィルソン、エドワード・O. (1965年9月3日). 「社会性昆虫における化学的コミュニケーション」. Science . 149 (3688). アメリカ科学振興協会 (AAAS): 1064–1071 . Bibcode :1965Sci...149.1064W. doi :10.1126/science.149.3688.1064. PMID 17737837.
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- ^ Vereecken, NJ; McNeil, JN (2010). 「詐欺師と嘘つき：化学擬態の真髄」(PDF) . Canadian Journal of Zoology . 88 (7): 725– 752. doi :10.1139/z10-040. ISSN 0008-4301. S2CID 82791533.
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- ^ 「殺虫剤の代わりにフェロモンを使う」CSIRO . 2022年6月29日閲覧。
