『昆虫』進化の成功、比類なき多様性、そして世界征服
Evolutionary Success, Unrivaled Diversity, and World Domination

合成生物学・生物兵器昆虫食

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Evolutionary Success, Unrivaled Diversity, and World Domination

目次

  • 前書き
  • 1. 昆虫の入門書: 神話、嘘、都市伝説を打ち砕く
  • 2. 昆虫学の歴史 死の上に築かれた学問
  • 3. 昆虫は悪いものばかりではない: 昆虫と人間の相互作用の有益な側面
  • 4. 昆虫が人類の文明を形成している: 結局は悪者か?
  • 5. 成功のための “服装”: 昆虫のボディプラン
  • 6. 昆虫の新しい服: 脱皮して成長する
  • 7. 昆虫のフェイスブック 昆虫の分類の基礎知識
  • 8. 昆虫は太っているが、太っていない:食事、栄養、食物同化
  • 9. 都会のセックスとその他の場所:昆虫の繁殖戦略
  • 10. You Can Teach an Insect New Tricks(昆虫に新しい芸当を教えられる): 六本足の動物における学習と記憶
  • 11. 昆虫の世界におけるインスタントメッセージング: 親族・非親族とのコミュニケーション
  • 12. 小さいけれども堅固: 昆虫は無防備ではない
  • 13. ギリギリの生活:ストレスに対処するために
  • 14. 人間たちの復讐 狩られる昆虫たち
  • 15. 法医昆虫学: 法医昆虫学:法捜査の道具としての昆虫
  • 16. 昆虫の傭兵: 人間の戦争と国家安全保障のための武器
  • 17. 侵略的でとらえどころがない: 人類を脅かす昆虫の新たな脅威
  • 付録
  • 用語集

はじめに

昆虫は驚異的な生物である。この6本足の生命体は、生物学のあらゆる分野で、他の生物、特に他の動物では実現できないようなユニークな、あるいは効率的な仕事を成し遂げている。その適応的成功を物語るのが、地球上に存在する驚くべき生物学的多様性と膨大な量である。地球上に生息する昆虫は、1日に100万種以上、2~10億種にのぼるといわれている。科学に疎い人はもちろん、そうでない人も「すごい数だ」と思うだろう!地球上の昆虫の数の多さ、そして昆虫が地球上の生命に与えた(そして与え続けている)影響の大きさを理解することは、ほとんど不可能である。私にとっては、ギルバート・ウォルドバウアー博士の著書『Insects through the Seasons』(1996年、XI-XII)の言葉がすべてを表しているように思う: 「昆虫は、その驚くべき多様性と、地球上で支配的な動物集団となった進化的適応の完璧さにおいて、限りなく魅力的である。朝起きて仕事の準備をするとき、昆虫学者であることがいかに幸運であるかをよく考える。”

おそらく、この教科書のタイトルがワルドバウアー博士の言葉に由来していることは、直感的にわかるような気がする。それはとても良い推測である。しかし、実際には、彼の言葉は本書の真のインスピレーションの源ではなかったのである。それは、映画界の巨匠スティーブン・スピルバーグがアクメ研究所で創作した「ピンキーとブレイン」という2匹の遺伝子強化ネズミが、1990年代にアメリカで放映された自称アニメシリーズに出演していたからだ。どのエピソードでも、2匹のネズミは同じテーマである世界征服について考えることから始まる(Ponderings of Pinky and the Brain, yhoo.it/1ioVDvw ):

ブレイン:明日の晩に備えなければならない。

ピンキー:どうして?明日の夜、何をするの?

ブレイン:毎晩やることと同じだよ、ピンキー-世界征服に挑戦するんだ!b

この言葉は、昆虫の行動に非常にマッチしていると思った。しかし、ブレイン(脳)とは異なり、昆虫は無邪気に地球を征服し、意識することなく地球を支配する。昆虫の化学生態学者として知られるトーマス・アイズナーク博士が著書『昆虫を愛するために』(2003年、1)で明言しているように、昆虫の支配は、生活史の成功の積み重ねによって達成されてきた:

昆虫は集団として、また壮大なスケールで見ると、非常に多くのことを成し遂げてきた。昆虫は変態する。少なくともほとんどの昆虫は変態し、幼虫として成長し、成虫として羽ばたく。精子を直接送り込む人工授精に適応し、産卵のための水への依存から解放された。また、外骨格(硬いクチクラからなる外側の骨格)を獲得した結果、素早い動きと乾燥に対する抵抗力を獲得し、陸上で優位に立つことができるようになった。彼らは、人類が失敗したある大きな点で成功している。それは、持続可能な開発の実践者であることである。植物の主要な消費者でありながら、単に植物を利用するだけではない。受粉させることで、自分たちだけでなく、パートナーである植物にも安定した未来を提供しているのだ。

このように、昆虫は魅力的であり、効率的であり、責任感があり、大きな成功を収めている。つまり、昆虫を研究している人たちは、一般の人たちとはかなり違ったレンズで世界を見ていることが多い(後者はしばしば「普通」と呼ばれる)。多くの人が昆虫について意見を求めると、「魅力的」という言葉はまず出てこない。嫌悪感、恐怖、病気、破壊など、6本の脚を持つ生き物に対する温かみや思いやりを感じさせない言葉を使う人がほとんどだ。著名な昆虫学者でユーモリストのメイ・ベレンバウム博士は、昆虫に対する普通の人間の感情を要約している:

大多数の人は、昆虫の世界との関わりを最小限にすることを最優先に考えている。家では、虫の侵入を防ぐために密閉し、スプレーをかけ、細心の注意を払って清潔に保ち、同様に、6本足の生物との不要な接触を排除するために、体を風呂に入れ、髪をシャンプーし、衣服を定期的に洗濯する。日常会話では、昆虫が登場しないことが圧倒的に多く、昆虫が登場するような会話は、恥ずかしそうにしながらも慎重に行われる。たとえ親しい友人であっても、虫に刺されたり、噛まれたり、侵入されたり、あるいは安全装置をすり抜けたりするような嫌な虫に襲われたことを認めたくはないのだ。

アーメン”という声が聞こえてきそうだ。私は、6本足の生き物に対する意見が分かれていることをすぐに認める。家族も友人も、そしてほとんどの学生も、昆虫に対する私の熱意には共感してくれないのが普通である。この本を書いた目的は、迷える人々を昆虫学に改宗させることではなかったから、それでいい。この本は、好きな人も嫌いな人も、その中間にいる人も楽しめるように作られている。本書のページで展開される事実、アイデア、コンセプトを理解するために、昆虫への情熱は必要ない。しかし、オープンマインドがあれば、学習がより簡単に、より楽しくなることは間違いない。また、現在、昆虫に対してどのような考えを持っている方でも、昆虫の真の世界を知ることができる。

私たちは、いくつかの種類の昆虫が病気を媒介し、食糧生産や建物への被害など大きな経済的損失をもたらすこと、そして私たちを困らせることを承知している。しかし、人間の生活に支障をきたすような害虫はほとんどいない。圧倒的多数の昆虫は、何らかの形で私たちの生活に役立っている。『昆虫記』では、昆虫の良い面も悪い面も、オープンに、正直に、そして魅力的に、昆虫の生態を考察することを目指す。旅の終わりには、この生き物をどう思うかを自分で決めることができる。個人的には、これまで出会ったどの生物よりも魅力的だと感じている。

なぜこの本なのか?

私が生物学を専攻していた学部生時代、昆虫はまだ私の将来の一部ではなかった。昆虫学のコースに入学し、昆虫の形態学に焦点を当てた教科書を使い、退屈な専門用語満載の識別キーで生き物の識別を学び、30秒以内に昆虫を属と種に識別することを目標とする実験実習の喜びを味わい、季節が変わり、TAが不機嫌になっていく中、大量の昆虫コレクション作成という大仕事をこなした。このように昆虫学の世界に足を踏み入れたものの、私は昆虫の魅力に取り憑かれていく。でも、そのアプローチや本のせいではなく、どちらも私の興味を削いでしまうものだった。講師は信じられないほど知識が豊富だったが、経年劣化で黄ばんだ紙のノートを頼りに、乾いた単調な講義をした。

クラスの数人の学生は、昆虫採集、ピン留め、保存、同定など、すべてが大好きだった。彼らは何年も前から昆虫採集を続けており、この講座は昆虫学の涅槃に向かう人生の旅の次のステップだった。他のほとんどの人は、週に3回、朝から講義室に体を引きずり込み、分類学的情報の波に眠らされながら、まるで死人のようだった。彼らは生物学専攻に必要なカテゴリーを満たすために昆虫学を履修したのだ。この授業のあらゆる面で、彼らは昆虫に関連するものが嫌い、いや、憎いということが確認できた。だから、各自が15週間生き延びればいい、あとは自由だ。私もある程度は同じような考え方をしていたのだろう。昆虫への興味は、期待した割には湧いてこなかった。それよりも、指導教官が昆虫の生態や学問に対する熱意を教えてくれたことで、私の好奇心に火がついたのである。すぐに、自分の天職は昆虫学にあると確信した。

現在、大学教授として20年目を迎えたが、私の講師としての目標は、すべてのテーマについて熱意を共有し、好奇心を刺激することである。昆虫は私の本当の情熱であり、オープンで純粋な方法で共有すれば、(昆虫ではなく)情熱は誰もが手に入れることができると信じている。この本では、その哲学を表現しようと努めた。米国で一般的な昆虫学のコースに在籍する学生のほとんどは、昆虫を中心とした職業を目指すつもりはない。昆虫学の講義を担当する者にとって、このことは周知の事実だが、なぜ専攻レベルの教科書がその授業にふさわしいと思われるのだろうか。単純なことだが、ほとんどの講師は、学部生時代に教わった方法で講義を行う。今日、典型的な昆虫学のコースで使われているアプローチは、私が学部生時代に経験したものと似ている。そして、その結果、ほとんどの学生が興味を失い、専門用語に圧倒され、昆虫への扉を閉ざしてしまうのである。そう、これは大雑把な表現であり、すべてのコースを網羅しているわけではない。しかし、これは多くの人の経験を反映したものである。

『昆虫記』は、昆虫学を専攻していない学生をターゲットとして設計されている。その意図は、昆虫学を専攻する学部生や大学院生向けに作られた現在のテキストと競合するものではない。むしろ、本書は昆虫の魅力的な生物学に焦点を当て、これらの獣が人間とどのように相互作用するかに焦点を当てている。これは、簡潔に言えば、根本的な問いに迫るものである:なぜ私たちは昆虫に関心を持たなければならないのか?他の昆虫学の教科書とは異なり、この本はアイデア、コンセプト、分析の教育的なプレゼンテーションに重点を置いている。このアプローチに基づき、各章の冒頭に重要な概念のアウトラインを配置し、その後、章のレビューとしてより深く掘り下げている。各章には、復習と総合のための質問が含まれている。この問題はBloom’s Taxonomyを念頭に置いて作成されており、内容的な目標だけでなく、高次の学習を含む学習者スキルの発達を評価することができるようになっている。

昆虫が人間に与える影響、昆虫学の歴史(学問の起源など)、法医昆虫学、戦争兵器としての昆虫の利用、人間の状態に対する新たな脅威(侵略種、地球温暖化による昆虫個体数の変化など)など、他の昆虫学の教科書では通常見られないいくつかのトピックが詳細に扱われている。本書は、より身近なトピックを従来とは異なる方法で取り上げている。例えば、昆虫の分類は、ソーシャルメディア(FacebookやTwitterなど)の文脈で議論されている。これは、学生にこのトピックを紹介しつつも、形態学や分類学で圧倒しないようにするための工夫である。分類学的な鍵は含まれておらず、学問への冒涜とみなされる可能性が高い。この意図的な省略を補うために、付録には同定キーが掲載されているいくつかのウェブサイトへのリンクが用意されている。

栄養と食事の面では、昆虫が太らない理由を探ることで、人間の肥満の問題や、毒素や栄養素の必要量を満たすための味覚受容体の位置、空腹と満腹の概念など、関連するあらゆるテーマを探求することができるようになっている。各章の目標は、最初から昆虫学に夢中になっているわけではない学生の興味を引くような方法で昆虫の生物学を提示することである。ユーモアや逸話、私たちの日常生活との関連性を文章に散りばめ、各章が一般的な教科書のような濃密な内容にならないようにしている。各トピックへの教育的アプローチ、ユニークなトピック、伝統的なテーマをより親しみやすいものにすることで、昆虫に興味を持つ人だけでなく、様々な背景を持つ大学生にも広くアピールすることを期待している。

特徴

本書は17の章と付録で構成されており、どのような順番で読み進めても構わない。従来のアプローチでは、昆虫学の教科書は出現する特性によって構成されたり、科学的手法の最初の導入に頼ったりしていたが、ここでは、15週間の期間を通して学習意欲を高く保つために、トピックに基づいて学生の興味の基礎を築くことを理念にしている。このプロセスを支援するために、このテキストは教育的なテーマと、生物学の入門書ではよく見られるが昆虫学の本では通常見られないサポート機能を組み込んでいる。以下、各章の構成について説明する。

各章の概要

各章の重要な考え方と教育法の概要 映画の予告編のように、これから始まる内容に対する学生の興味を喚起することに重点を置いている。

キーコンセプト

Google Mapsを存知だろうか?そうでない方もいるだろう。世界中のどの場所でも、住所があれば、どこからどこまででも簡単に道案内をしてもらえる。しかし、どんなにわかりやすい道案内でも、そこから先がわからないこともある。そこで、サテライトビューをクリックすると、詳細な道順を正しく理解するために必要な全体像が表示される。また、「キーコンセプト」によって、各章の全体像を把握することができる。

フライスポット

消費するためには、それを発散させなければならない。ハエには、特に汚物や死肉を食べる種が多く、食餌の一部を体の外側に吐き出し、スポットの形で表面に付着させることが知られている。このスポットは、すぐに回収される場合もあれば、後日回収される場合もある。そもそも、なぜこのようなことをするのだろうか?いくつかの説があるが、一つは、ハエが体外で食物を濃縮消化し、2回目に食べたときに栄養が詰まっていて吸収できる状態になっているためだ。ハエの嘔吐が特別なトピックを学ぶための比喩として使われたコースが他にあるだろうか?各章にフライスポットがあり、昆虫の生態のユニークで魅力的な特徴や、私たちとの関わり方などを取り上げている。(「フラスの時間」は別のアイデアだったが、意図や見方が全く変わってしまった。詳しくは用語集を見てほしい。)

クイックチェック

知識の基礎となる重要な概念や考え方について、理解度を測るための問題を各章に配置している。生徒は、次に進む前に、そのトピックにもっと時間をかけるべきかどうかを即座に判断することができる。

テキストを越えて

テキストに記載されている概念の理解や応用に焦点を当て、より高い学習効果を得るためのフィードバックを提供する問題で、同じく各章に配置されている。

バグバイト

昆虫の行動や自然史に関するビデオクリップは、各章のトピックに新たな一面を加えている。ほとんどがYouTubeの動画で、一度視聴すると、そのテーマに関連した他の動画がいくつか提案される。

チャプターレビュー

チャプターレビューは、各章の冒頭で紹介された重要なコンセプトの骨に肉をつけるものである。チャプターレビューでは、各主要概念に重要な事実とアイデアが含まれており、学生は各章の内容をすばやく確認し、各トピックの理解度を確認することができる。

キノコ栽培(別名:セルフテスト)

この名前は何?昆虫のキノコ体は神経孔とも呼ばれ、嗅覚処理(嗅覚)に関連する構造だが、私たちの目的では、学習と記憶にも機能する。昆虫に関する本当にクールな情報を学び、保持するために、私たちは文字通り、自己テストによって学習と記憶を培っている。つまり、私たちはキノコ栽培をしている。自己診断の質問は、事実や概念、おかしなアイデアがあなたの大前頭神経節に「引っかかって」いないかどうかを判断するためのものである。

昆虫学者の本棚

本棚は、各章のトピックに関連する副読本のリストであり、背景や補助的なテーマをより深くカバーするものである。他の動物群、特に人間との比較を可能にするためにいくつか含まれている。

追加資料

各章の終わりには、本文で取り上げたトピックをさらに深めるための情報を提供するウェブサイトへのリンクが掲載されている。これは、特定の関心を持つ学生が、あるトピックをより深く探求したり、教科書でカバーしきれない余分な考えを追ったりするための出発点となるものである。

付録

付録には、昆虫の研究に利用できる幅広い資料のリストが含まれており、次の3つのカテゴリーに分類されている:(1) 生きた標本や保存標本の入手先、(2) 学習資料、特に収集資料の形の入手先、(3) 最後のカテゴリーは、他のすべてが該当する傾向があるポプリのようなもの、である。この最後のカテゴリーには、美術品、衣服、宝飾品などに含まれる昆虫が含まれる。

「昆虫学のスクラッチ&スニフ(Scratch-n-Sniff)」

ダンゴムシは、今のところ最も開発しやすい技術だが、この点についてはまだ研究中である。次の版で紹介する!

  • aギルバート・ウォルバウアー博士は、イリノイ大学昆虫学部の名誉教授である。
  • b1995年から1998年までWBネットワークで、その後1998年から2007年までカートゥーンネットワークで放送されたアニメシリーズで、同じくスティーブン・スピルバーグが開発したアニメシリーズ「Animaniacs」のキャラクターとして誕生した。
  • cトーマス・アイズナー博士は、コーネル大学昆虫学部の名誉教授である。
  • dベレンバウム博士の娯楽本『Bugs in the System』(1995、xi)より。イリノイ大学昆虫学部長。

第1章 昆虫の入門 神話、嘘、都市伝説を打ち砕く

生態系から切り離された昆虫を理解しようとすることは、このページの文脈から切り離された一語に意味を見出そうとするのと同じくらい無駄なことだ。

ギルバート・ワルドバウアー博士昆虫の季節 (1998)

地球上で最も素晴らしく、成功した生き物の物語を語るとき、何から始めればいいのだろうか。この質問自体、説明が必要だろう。なぜなら、あなたは私と同じ考えではないかもしれないからだ。昆虫が最も素晴らしい?主観的な意見かもしれないが、この本を通して再確認することができる。最も成功した?ここで私は確固たる地盤を築いている。特に、種の豊富さ、効率、生態系への貢献度などを基準にした場合、昆虫綱の仲間はほとんどどのような指標でもライバルにならない。そのような観点は「生物学的」すぎるかもしれないので、私たちにとって最も重要なことは、昆虫が私たちの食べ物を食べ、私たちの家に侵入し、病気を引き起こすという点で驚くほど成功していることである。その成功は私たちの犠牲の上に成り立っているように見えるが、本章で説明するように、見かけによらないことがある。昆虫は私たちを必要としないが、私たちは昆虫を必要としていることは確かなのである。第1章では、多くの人(昆虫)が占め、多くの人(人間)に理解され、理解されていない魅力的な世界を紹介することに専念する。

皆さんは、昆虫とは何か、何をするものかというイメージをずっと前から持っていて、自分自身や人類全体にとっての昆虫の価値について、心の中の台帳を持っているのではないだろうか。私は、その価値は比較的低いと思っている。でも、それでいいと思う。読みながら、そのイメージに立ち返ってみてほしい。この第1章の目的は、昆虫に関するあなたの認識を覆すことである。昆虫はどのように見えるのか、何をするのか、どこに住んでいるのか、その他昆虫の生物学のいくつかの側面についてである。私たちの目標は、神話や嘘、都市伝説を明らかにすることで、本当に重要なことに集中できるようにすること昆虫は、ほとんどどんな課題に対しても進化的に答えを持っている、特別な世界に入ることである。それは、昆虫が進化的にどんな課題にも答えているという、驚くべき世界に足を踏み入れることである。この地球上に生息する生物の中で、最も効率的で、楽しい、そして美しい生き物に出会うことができる。そして、もしあなたがまだ理解していないのであれば、これらの生物が地球を支配する生物であることは、やがて明らかになるだろう。

キーコンセプト
  • 昆虫とは何なのか?
  • 誰が昆虫に興味を持つのか、あるいはなぜ昆虫を研究するのか?
  • 昆虫は地球上で最も成功した動物である。
  • 昆虫は悪い、悪い、悪い
  • 私が自分で学んだこと: 昆虫はとてもクールだ
  • どうしてクモじゃないとわかるの?
  • 「虫」対「昆虫」: 自分が何を言っているのか知ることの重要性
図11 昆虫は、大きさ、形、色に非常に大きな違いがある

写真提供:(左上から時計回りに)Clemson University-USDA Cooperative Extension Slide Series (German cockroach); Jessica Lawrence, Eurofins Agroscience Services (Cuckoo wasp); Joseph Berger (wheel bug); Susan Ellis (scorpionfly); Gerald J. Lenhard, Louisiana State University (hickory horn devil), all via Bugwood.org.

昆虫の正体を知るには今しかない

整理すると、こんな感じだろうか。あなたは昆虫をテーマにした講義を受け、この本を購入し、お金を払って自宅に送ってもらい、届くまで何日も何週間も郵便受けのそばで心配そうに歩いた。しかし、あなたは昆虫が何であるかを知るために今まで待っていたのである。私たちの中に問題があるのかもしれない!昆虫は驚くほどクールである。そして、昆虫を研究する人たちは、もっとかっこいい。私の中では、この2つの言葉は完全に正しいのである。しかし、この教材でテストされるのはあなたなのであるから、もう少し中身が必要かもしれないね。

昆虫は、外見が非常に多様な動物群である(図11)。脊椎動物(昆虫は体内骨格を持たないので分類上は「無脊椎動物」)に比べれば小さいが、中には2フィート近くあるものもいる。しかし、ほとんどは1インチ以下である。つまり、「小さい」という表現が適切なのである。体は3つの領域(頭部、胸部、腹部)に分かれており、それぞれの領域が特定の機能を担っている(図12)。成虫になると、通常6本の脚を持ち、体の中央部分(胸部)に位置し、鏡面対称または両側対称の反映として左右に均等に配置される。

図12 タグモーシスの進化の過程で、成虫はタグマータ、すなわち頭部、胸部、腹部の3つの異なる身体領域を持つようになる

写真提供:Joseph Berger, Bugwood.org.

昆虫は、鳥やコウモリ以外で唯一、自然に飛べる動物であるため、ほとんどの成虫には翅(2対)もある。頭部には、赤、緑、黄色などの鮮やかな色をした大きく目立つ複眼と、頭蓋の上部から伸びる1対の触角があり、周囲の環境を探ったり、戦闘に参加したりする。昆虫が属する節足動物門(arthro=関節、poda=足)のすべての仲間と同様に、体や付属器官は分節または接合されている。実際、外見上も内部も分節の様相を呈している。また、昆虫はガス交換のために、胸部と腹部で気管と呼ばれる内管の開口部(気門)を2つずつ持っている。

内部では、昆虫の体のデザインは、人間の体とはほとんど共通していない。昆虫には血管がないため、濃い血液(正しくは血流)がすべての内臓を潤している。昆虫の腸は長い管で、その形状や構成は、摂取した主な食物の種類によって異なる。循環は、管状の心臓と一連の小型ポンプ器官によって行われる。複数の「脳」が全身に配置され、頭を切り落とされても問題なく、昆虫は歩き続けることができ、飛ぼうとすることもある。昆虫と同じ大きさの寄生虫を追い払うための防御体制も整っており、尿の生成は消化管の中で行われる。カッコイイだろう?

このようなクールな生き物を研究する学問を昆虫学と呼ぶ。しかし、教科書や学部生の授業では、昆虫と近縁の陸上節足動物をひとくくりにして考えることが多い。そのため、一般の人がクモを昆虫と呼ぶかどうか迷ったり、2本以上の脚を持つ小さな生き物を「虫」と呼んだりするのは、このためだと思われる。昆虫を研究している人は、一般的に「変」「奇妙」と呼ばれる。「weird」、そして時には 「unemployed」と呼ばれることもある。私たちはより一般的な「entomologist(昆虫学者)」と呼ぶことにしているが、「way cool」でもかまいない。この本の目的は、昆虫の世界にあなたを引き込むことではない。むしろ、とても魅力的な世界であることを紹介するのが目的である。このユニークな世界の素晴らしさに触れていただければ、少なくとも昆虫に対する新たな理解が得られると確信している。そして、油断していると、その生態に本当に驚かされることになる。

誰が昆虫を気にするのか、あるいは、なぜダンゴムシを研究するのか?

昆虫は見かけによらず、少なくとも、あなたが聞かされてきたこととは違う。あなたは騙されてきたのである。何度も何度も。そしてその嘘は、おそらくいつまで経っても終わらない。ありがたいことに、あなたは「戻れない地点」の手前で、ここにたどり着いたの 私はこれから、あなたを正しい道、真実と悟りの道へと導こうと思う。(注:落雷が予想されるため、避けてほしい。) さて、私は少しフラッサを厚くしているのかもしれないね。しかし、あなたの昆虫に対する印象は、6本足(またはそれ以上)の脚と羽を持ち、走り回る性質を持つ獣を嫌い、恐れ、嫌悪する大多数の非昆虫学者(図13)と同じであると言ってもよいだろう。しかし、私は、あなたが知っていると思っている獣、つまり、恐ろしい多足で、ぬるぬるして、噛んで、刺して、小さな目をして、歯ぎしりして、態度が悪く、あなたを追い出そうとしている生物は、実はそれほど悪くないと主張している。昆虫は単に誤解されているだけなのである。

図13 昆虫学者とそれ以外の人(普通の人)の関係

円は重なっていないことに注意。「ファーサイド」はゲイリー・ラーソンによる素晴らしい漫画で、「モンティ・パイソン」は「人生の意味」や「ライフ・オブ・ブライアン」などの名作に主演した天才コメディ集団で、「アレステッド・ディベロプメント」は元Foxのテレビシリーズで現在はNetflixで放送されているもので、昆虫学者は昆虫を研究するかっこいい人である。

どうしてそうなるのだろう?なにしろ、ワールド・ワイド・ウェブを徹底的に調べると、昆虫が行う悪事に特化したページが無数にあるのだ。生物多様性エクスプローラー」(http://www.biodiversityexplorer.org/insects/why.htm)のようなサイトは、昆虫が人間の状態に悪影響を及ぼすという問題の核心にすぐに到達する。この論理に従えば、昆虫学的な軽蔑は完全に正当化されるかもしれない。

このようなウェブサイトを見ると、人間中心主義であることがよくわかる。人間とは、私たちが重要視するものであり、それが私たちの研究対象を形成する。言い換えれば、人間は、昆虫が自分に影響を与えるものである場合にのみ、昆虫を研究する価値があると考える。この言葉は、昆虫が人間に与える影響を軽視しているわけではない。昆虫は破壊的な相互作用を通じて、人間の存在を強力に形成することができる。実際、生物多様性エクスプローラーや他の多くの情報源によると、私たち(つまり人間全体)が昆虫を研究する理由のトップ4は次のとおり

  1. 昆虫は(私たちに)病気をうつす
  2. 昆虫は私たちの作物を食べる。
  3. 昆虫は私たちの作物を食べ、昆虫は私たちの貯蔵食品を食べる。
  4. 昆虫は私たちの家畜(ペットも)を傷つけたり殺したりする。

私たちの家畜を傷つける。すごい!「maim」なんてよく使うよね?ひどい話だ。昆虫の世界では、破壊の可能性が否定できないのである。マラリアという病気ひとつをとってみても、昆虫の一群が人間の集団に強烈な打撃を与えることは明らかだ。しかし、昆虫の世界の悪い面は、物語のほんの一部に過ぎない。現存する昆虫のうち、上記のような破壊的な影響を及ぼす昆虫は、実際には2%程度に過ぎない。残りの98%、つまり約100万種は、人間にとって中立的(=有害でも有用でもないc)か有益かのどちらかに分類される(図14)。後者については説明が必要である。昆虫綱は、グループとして、私たちの幸福に不可欠なものである。さらに言えば、私たちの種としての生存は、昆虫に依存している。しかし、ほとんどの人は、私たちが昆虫を必要としていることを全く知らない。なぜか?先に述べたように、私たちは昆虫を軽蔑することで精一杯なのだ。

図14 この昆虫は、映画「羊たちの沈黙」のインスピレーションであり、主役であった

映画では、殺人事件の被害者が、デスヘッドガ(Acherontia lachesis)の蛹を口にくわえているのが発見された。写真:Eric Gagnon、http://bit.ly/1FrqPVH。

図15 ヨーロッパミツバチ、Apis melliferaは、米国では一般的な蜂蜜の供給源である

しかし、この写真の意味合いとは異なり、耳垢はミツバチから取れるものではない。写真提供:コロラド州立大学Whitney Cranshaw、Bugwood.org。

図16 2010年5月29日午後3時(日本時間)、ミシシッピ川沿いで大量発生したカゲロウ(Ephemeroptera目)のドップラーレーダーによる検知

そう、この昆虫は気象レーダーで検出できるのだ!カゲロウは、鮮やかなピンク、紫、白の3色で表示される。画像はパブリックドメインで入手可能(http://bit.ly/1j6cJ29)。

なるほど、昆虫が本当に人間の生存に必要だとしたら、昆虫は私たちに何をしてくれているのだろうか?第3章では、昆虫が人間にとって有益な役割を果たすことについて、詳しく解説している。ここでは、昆虫の世界の良い面を説明するために、いくつかの魅力的な情報を提供する:

受粉。花を咲かせる植物の約80%は、花粉を運ぶために昆虫に依存している。もし、昆虫が植物の精子を運ぶシステムとして機能しているという考えに興奮しないのであれば、この関係がリンゴ、モモ、カボチャ、アーモンド、パイなど、私たちが食べる多くの食品を生み出していることを知れば(この最後の1つは嘘かもしれないが、公平のために、嘘は続くと言った)、あなたの食欲に拍車がかかるかもしれない。

昆虫由来の食品。そうだ、あなたは食べたことがある!あなたは昆虫が作った食品を食べたことがある。ミツバチの口から吐き出された植物液(花蜜)と、植物の精子(花粉)、それに細菌を加えればいい。そう、パン・スプレッドだ。さて、あなたはそれをハチミツと呼ぶだろう(図15)。

昆虫は、ほとんどすべての死骸を再利用している。もし昆虫がこのようなことをしなかったらと想像してみると、数ヶ月のうちに、夏の暖かい日中に、死んだ生き物の死体が庭に雪のように積もり始めるだろう。つまり、死骸の蓄積をインチからフィートで測ることになる。図16)グロいけど面白い。

昆虫の肛門の糞は、靴や家具を磨くのに使うことができる。この楽しい思いつきが、今回のクリフハンガーの予告編となる(詳しくは後述する)。

昆虫の世界には、苦悩をもたらす腐った少数のものだけでなく、もっと多くのものがある。この章では、そのような物語がたくさん語られるだろう。うまくいけば、昆虫とは何か、なぜ研究すべきなのか、あなたの認識は良い方向に変わり、これまで語られてきた嘘は浄化されることだろう。昆虫を理解するには、昆虫の何らかの側面に興味を持つことが必要であり、その興味がネガティブな相互作用だけにとどまらず、地球上のすべての生命に対する真価を理解することができる。

昆虫は地球上で最も成功した動物である

地球上で最も成功した動物について、あなたはまだ私の話を信じていない。そうなのだ。パイが嫌いな人はいないだろう。もういいじゃないか。昆虫は、地球上に存在する動物の中で最も進化的に成功したグループである、という最初の前提に立ち返ろう。ここでは、「豊富さ」「多様性」という2つの要素に注目することにする。豊かさとは、存在する昆虫の数の多さを意味する。これには、ある時点で存在するすべての昆虫種のすべての個体が含まれる。多様性とは、より小さな指標で、記述された昆虫の種の総数に焦点を当てたものである。種とは何かについては後述するが、ここでは、昆虫を固有の特徴に基づいてグループ化するための手段である、とだけ言っておけば十分である。したがって、多様性とは、昆虫綱の中に、このような明確なグループがどれだけ存在するかに関心がある。

昆虫の成功の考察は、まず存在量から始める。今、地球上にいる昆虫は全部で何匹いるのだろうか?また、地球上のどこにでも、ある瞬間に存在するすべての昆虫を、いったいどうやって測定するのだろうか?最初の質問に対する答えは、2番目の質問に依存している。つまり、昆虫やその他の生物の生息数の推定や推測は、カウントやサンプリングの方法の質に依存する。「どのように」という質問は、専用のサンプリングと昆虫の個体数の推定を組み合わせたものである。専用のサンプリング?はい、そしてその方法である。昆虫採集の方法は1つではない。図17)。多くの場合、対象となる生物の運動様式(飛ぶ、歩く、泳ぐなど)や生息環境(地面に住む、地下に住む、水中に住むなど)に基づき、対象となる種や集団に特有のさまざまな手法が開発されてきた。しかし、どの方法も限界があり、1つの場所で発見された個体の総数のうち、数個以上を採集できるようなものはない。

図17 飛翔昆虫を採集する一般的な方法のひとつに、マレイズトラップを使用する方法がある

昆虫はキャノピーの下を飛び、採集用ファンネルに向かって上(または重力に逆らうように)歩いていく。画像は bit.ly/27s03XZ で入手可能。

また、中南米などの熱帯地方で行われているように、フェロモントラップや殺虫剤で樹冠を霧状にして、キャンバス地のタープに数千匹の標本を雨のように降らせ、従来の推定値をはるかに上回る個体数と多様性を推定する方法もある。もちろん、後者のような方法は、生態系への影響や環境スチュワードシップについて疑問を投げかけるものである。採集された標本は、殺虫された後、同定されるが、この作業は非常に面倒で時間がかかることがある(図18)。ほとんどの場合、昆虫学者は大まかな分類ができるか、特定の昆虫グループを専門としている。専門外の分野で正しい同定を行うには、他の専門家に相談する必要があることが多いである。作成されたデータは、収集方法によって許された狭い範囲での多様性と存在量のスナップショットを提供する。この情報をもとに、少なくとも同定された標本について、より広い範囲での存在量と多様性の推定を開始することができる。他の生息地に生息する他の種に関する他の情報源からの情報や観察を加えて、特定の生息地や場所における種の豊かさや存在量のケースを構築することができる。重要なことは、推定は私たちができる最善の方法であり、収集方法によって制限されるということである。

図18 南アフリカからの切り花の出荷で見つかった未確認のアザミウマを調べ、画面上の既知のアザミウマ種の画像と比較する昆虫学者David Nickle

写真提供:Peggy Greb, USDA Agricultural Research Service, Bugwood.org.

昆虫の多さに対処する方法の1つは、単にあなたの周りを見てみることである。昆虫はどこにでもいる。しかし、「どこにでも」というのは、あなたの身近なところよりもずっと遠いところにある。確かに、昆虫は庭の隅々まで生息しているし、家の中にも間違いなく侵入している。昆虫の生息域は、決して1つの住処にとどまるものではない。昆虫は陸上でも淡水でも成長する。北極の極寒の地で暮らすものもいれば、温泉のように生体膜が溶けるような温度差のある場所で暮らすものもいる; また、原油のプールで育つ種や、セイウチの鼻の穴に寄生して、他の自然界では到達できないような海や海に潜る種もいる。また、糞尿の温かさと感触を好む昆虫もおり、他の極限環境と比較すると、贅沢な生活をしているように見える。

このように、昆虫綱の仲間は、地球上のほぼすべての生態系で生存するだけでなく、優位に立つことができるように、驚くべき進化的適応を遂げている。「ほぼすべて」というと、優越の鎧にねじれがあるような気がするが、そうでもない。極地の氷床や南極大陸のように氷が存在する場所では、ほとんどの生命体が存在することが困難だからだ。少し意外なのは、昆虫が海洋環境では珍しく、海岸に近い地域か、海洋の宿主に寄生する生活様式に限定されていることである。しかし、昆虫が陸上で生活する生物として進化し、二次的に水中で生活するようになったことを考えると、淡水でも海水でも、どんなに多くても、その存在は驚くべき進化の成果として捉えるべきだろう。このような例を除けば、昆虫はどこにでも、どこにでも、そしてたくさんいる。

また、新しい昆虫が生まれ(卵から孵化し)、古い昆虫が死ぬことで、昆虫の生息数は日々変化している。また、環境条件の変化もあり、個体数は変動する。例えば、低温(つまり寒い)や高温が長く続いたり、急激な気温の変化があると、昆虫の個体数は大きく変動する。なので、昆虫の個体数の推定値は一定ではない。ある合理的な推定では、昆虫の総数は約1,000兆匹、約27億トンに相当し、人間の人口の10倍近くを占めている!また、昆虫の数は、約2億対1の割合で人間の数を上回っている。生物学的に見ても、昆虫の数は多い。生物学的に言えば、昆虫はたくさんいる。この点で、昆虫と桁違いのスケールを持つ動物群は他にない。このように、昆虫は、すべての競争相手を圧倒していることから、最も成功した動物グループであると言うことができる。

地球上に存在する昆虫の総数を正確に数えることは不可能だが、推定では約100兆から1000兆匹の昆虫がいるとされている。昆虫の種類は約100万種とされており、これは地球上の生物のおおよそ80%を占めている。ただし、これらの数値はあくまで推定であり、新たな昆虫の発見や環境変化によって数値が変動する可能性がある。

一方、人間の総バイオマスはおおよそ350百万トンと推定されている。昆虫のバイオマスはおおよそ2000百万トンと推定されているので、昆虫のバイオマスは人間のバイオマスの約5.7倍である。(by GPT-4)

簡単なチェック

昆虫の生息数を計算するとき、なぜ推定値なのだろうか?

昆虫の多さに対抗できるのは、昆虫自身かもしれない。つまり、昆虫の多様性は、多さ以上に賞賛に値するということである。多様性の尺度は種であり、より正確には種の総数である。現在の推定では、昆虫の多様性は90万種から10億種の間とされている。この範囲は、「記載」された総数を反映している。つまり、物理的に収集され、これまでに観察されたどの標本とも異なるユニークな動物としての説明が与えられている。この文章に対する適切な回答は、「すごい!」である。あるいは、「ワオ」(皮肉な抑揚をつける)。あるいは、「種とは何なのだろうか?」

最後の質問に答えるとき、驚くべきことに、合意された定義がない。基本的な定義としては、「種とは、交配して繁殖力のある子孫を残すことができる生物の最大のグループである」とされている。一般に、同じ種のメンバーは、外見(形態学とも呼ばれる)、DNA、生息地において強い類似性を持っている。昆虫では、地理的、物理的、生理的な障壁を取り除くと、別種と思われていた昆虫が生存可能な子孫を残すことができることが最近発見されたため、定義が複雑になることがある。例えば、少なくとも2つの種が存在すると考えられていた寄生蜂の一群は、抗生物質を投与されると、それぞれの種が交尾できるようになる。その結果、それぞれの昆虫の体内に存在する細菌が生殖不能の原因であることがわかり、抗生物質で微生物を除去すると、2つの昆虫はもはや別種の定義に当てはまらない。この現象が昆虫の中でどの程度広がっているのか、また動物界全体でどの程度広がっているのかは不明である。この例から、昆虫の種数は明らかに過大評価されていると考えるのが自然だろう。しかし、最近の議論では、その逆もまた然りである。

本文を越えて

人間の個体数の推定には、昆虫の個体数の推定と同じような限界があるのだろうか。

エルヴィン(1983)が南米の昆虫資源を調査した結果、昆虫の種数は著しく過小評価されており、より正確な推定値は3,000万種に近いと結論づけた。その通り、一般に知られている数の30倍である。もしこれが正しければ、昆虫の数は非常に過小評価されているということになる。しかし、昆虫はどこにでもいるのだから、世界が昆虫の蔓延で滅亡するのではないかと心配する必要はない。エルヴィンの試算は、パナマにある1種の樹木19本の樹冠から、1種類の昆虫(甲虫目)を採取したものである。つまり、この値は、ある国のある地域の離れた場所にある、非常に狭いサンプルから導き出されたものである。つまり、この値は、ある国のある地域の遠隔地にある、非常に狭いサンプルから導き出されたものなのである。しかし、エルヴィン(1988)は、初期の推定値に明らかな弱点があったにもかかわらず、計算を見直し、昆虫の種数は過小評価されており、現在では3000万種を超えると予想されると述べている。

現在では、より保守的な推定値が用いられている。一般に、あらゆる動物の種の総数は、記載されている種の数の10倍弱になると予測されている。そのため、現存する昆虫の種数は最大で900万から1,000万種になると考えられるが、より保守的なアプローチでは500万種に近いとされる。つまり、エルヴィンの推定は、500万から1,000万種という微々たるものになるのだ。これはいったいどういうことなのだろうか。この数字を理解する最も簡単な方法は、他の動物と比較することである。人類は60億人近くもいるにもかかわらず、ホモ・サピエンスという1つの種に過ぎない。動物の多様性という観点からは、微動だにしない存在なのである。一方、昆虫の種類を単純に100万種とすると、昆虫は地球上の動物の75%以上を占めていることになる。仮に500万種とすると、昆虫は地球上の動物の90%~95%を占めていることになる。これだけで、昆虫の活躍についておしゃべりをする時間が必要だと思われるだろうか?

昆虫は悪い、悪い、悪い

昆虫を研究する理由は、その豊富さと多様性という点で成功したからだ。明らかに印象的な主張がなされた。しかし、あなたは昆虫が研究に値するかどうか、まだ半信半疑なのではないだろうか。では、そろそろ本題に入ろう。「昆虫はすべて悪者だ」: 私はその言葉を信じていないが、あなたはそう思うかもしれない。昆虫の中には破壊力の強いものがいることは、すでに触れたとおりである。しかし、昆虫の成功の重要な特徴として多様性と豊富さが強調された前節とは異なり、人間への有害な影響という点では、数字ははるかに異なるストーリーを語っている。なぜか?破壊的な種の多様性は、全体と比較すると驚くほど低いのである。つまり、破壊的な昆虫の影響は、特に人間集団への傷害や死亡という点で相当なものであるにもかかわらず、その責任を負うことができるのは、ごく少数の6本足の獣(約2%)に過ぎないということである。しかし、その少数の腐ったリンゴのおかげで、多くの人は昆虫を一つのカテゴリーに分類することができるの 「悪者」である。何匹の昆虫が悪いかは別として、昆虫の直接的・間接的な活動がもたらす影響は甚大であり、昆虫の成功を不気味に分類していることになる。

  • 一般に、破壊的な昆虫は、人間の状態に与える影響によって分類される。この分類法では、破壊的な昆虫や害虫を3つの明確なカテゴリーに分類することができる:
  • 医学的に重要な種は、病気の病原体を媒介したり、人間(またはペット)を直接攻撃したり、餌にしたりする;
  • 構造物害虫(都市型昆虫と呼ばれることもある):住居やその他の物理的構造物を損傷または破壊する;
  • 農業害虫:農作物や家畜など、食料生産に被害を与える。

それぞれのカテゴリーには、人間の生活様式に合わせて進化した高度に適応した種が含まれている。しかし、人間の存在にどれだけ依存しているかは千差万別である。例えば、昆虫の中には、人間が食物を育てたり、ゴミを捨てたり、共同生活を営んだりする方法に本質的に適応しているものがある。このような種は、直接または間接的に人間と関わりながら生きているため、シナントロピックと呼ばれる。一方、私たち人類に依存しているわけではない昆虫もいる。むしろ、私たちの弱みにつけこんでくる日和見主義的な存在である。このような種の生存は、ホモ・サピエンスが地球上に生息し続けるかどうかとはほとんど無関係だ。

図19 勝利した若きダビデが巨大なペリシテ人の戦士ゴリアテの首を持つ

カラヴァッジョ(1571-1610)の絵画の画像は、http://bit.ly/24V0o3h、パブリックドメインで公開されている。

第4章では、昆虫が人間を犠牲にして成功した例を詳しく調べ、食料供給源を攻撃したり、病気を伝染させたりして、民族や社会を麻痺させる能力を持つ昆虫種に関する話を紹介する。ここでは、昆虫の力を示すいくつかの例を紹介するが、このような比較的小さな生物が強大なホモ・サピエンスを支配することができるのだから、大きさは問題ではないことを示すのに役立つ。ダビデとゴリアテを現代風にアレンジし、私たちの日常生活の中で上演したものである(図19)。

昆虫が人間の集団を苦しめる最も残酷な方法の一つは、農業を混乱させることである。いくつかの昆虫種は、作物や食料生産・貯蔵の他の側面を直接的または間接的に攻撃する。直接攻撃は、昆虫が食物源を食べ、人間の栄養源となりうる作物にダメージを与えるので、明白であるべきだ。間接的な攻撃では、昆虫の活動は直接的には食物源を狙わないが、最終的には食物や栄養の生産量を低下させる。その結果、民族、年齢、健康状態、貧富の差に関係なく、食料不足に陥り、ゆっくりと衰弱していくことになる。現代では、昆虫による食糧生産の被害は、すでに病気や貧困で荒廃している国々で最も破壊的なものとなっている(表11)。

表11. 食糧不足と食糧価格の高騰により、不安と政府の対策に直面している国々

これは、食糧不足および/または食糧費の高騰により、市民や政府の不安に対処している国々のほんの一部のリストである。

燃料価格の上昇、作物保護(特に害虫からの保護)に関連するコストの増加、禁輸措置、政府の凍結は、食糧不足の要因のほんの一部である。国際連合食糧農業機関(www.fao.org)より報告された情報。

最も破壊的な農業害虫は、おそらく砂漠のイナゴまたは短角バッタ(Schistocerca gregaria)であろう。この食虫は、1日に自分の体重以上の食料を食い尽くすことができる。持続的な移動の際には、数千から数百万の個体からなる大群が、1日に2万トン(1814万4000キログラム)以上の穀物と植物を消費することもある。キリスト教の聖書で、イナゴの災いがエジプトのファラオに放たれた(出エジプト記8章10節)とされる獣が、S. gregariaであると考えられているのも不思議ではない。神に選ばれ、破壊の道具となるとは、大変な名誉だ!このように、イナゴの大群が空を覆い尽くし、植物破壊の跡を残すことは、アフリカ、アジア、中東を含む世界中で何世紀にもわたって報告されている。

史上最大のイナゴの大群は、面積400平方マイル(ニューヨーク市とほぼ同じ広さ)で、その数は400億個と推定されている!つまり、この大群は全人類の約7倍にも相当する量でありながら、1か所に生息する1種類の昆虫で構成されていたのである。想像するに、イナゴの通り道では、ほとんどすべての植物が食べ尽くされたのである。現代のイナゴの大発生は、より局地的なものだが、それでも大きな被害をもたらす。2004年から2005年にかけて西アフリカで発生した砂漠のイナゴの大発生では、25億ドル以上の経済損失が発生し、イナゴ被害がその後の飢饉の主因とはされなかったが、その一因とされた。実際、砂漠のイナゴも移動性イナゴも、干ばつや戦争などで食糧不足に陥った地域に群れをなして侵入し、飢饉を深刻化させる。このように、昆虫による農業被害はほんの一例に過ぎないが、数百種、数千種の昆虫が、食糧損失と昆虫の活動を抑えるための防除努力によって、世界中で年間1000億ドル以上の莫大な経済損失をもたらすことがイメージできるようになる。さらに、昆虫による食糧不足、飢饉による病気などで失われる人命と合わせると、農業害虫がもたらす影響は計り知れないものがある。

図110. モーセの時代、神がエジプトのファラオに向けて放ったイナゴの災いを描いたものである。イラストは1890年のホルマン聖書から、パブリックドメインで入手可能(http://bit.ly/1TjNg2r)。

医学的に重要な昆虫もいる。血液を吸う昆虫の中には、人間の病気を媒介するものがあり、現在、世界人口の65%以上が危険にさらされている。その筆頭が、マラリアを媒介する蚊である。マラリアは、かつて世界中に広く分布していた病気だが、現在ではアフリカ、アジア、中南米を中心とした熱帯・亜熱帯地域に多く分布している。この病気は、アノフェライン蚊の成虫に寄生する原虫(Plasmodium属)によって引き起こされる。蚊のメスは卵を産む前に血液を摂取するが、その際、注射器のような口が皮膚を貫通した部分に麻酔をかけ、血液凝固など宿主の防御機能による摂食を妨げるために、宿主の循環系に唾液を注入する(図1・11)。原虫がヒトの宿主に寄生するのは、唾液の注入時だ。新しい宿主になった寄生虫は、ヒトの肝細胞に侵入して繁殖し、最終的には赤血球に住み着く数千の新しい個体を作り出す。この病気が進行すると、感染者は最初、インフルエンザのような症状を示すようになる。しかし、症状が悪化するにつれて、マラリア感染症は身体を著しく侵し始め、高熱、敗血症、痙攣、呼吸困難などの様々な合併症を引き起こし、特に子供や高齢者、すでに健康を害している人は、しばしば死に至る。

図111. アジアタイガーモスキート(Aedes albopictus)の雌成虫の摂食の様子。長い口吻が宿主に挿入された直後、唾液が注入され、病気の原因となる微生物が移動する。写真提供:Susan Ellis(Bugwood.org)。

マラリアは、これまでで最も精力的に研究された病気の一つであり、寄生虫と宿主の関連性のほとんどの側面が解明されているにもかかわらず、今日でも最も蔓延し、致命的な病気の一つとなっている。2010年、米国疾病管理予防センターは、全世界で2億1900万人のマラリア患者が発生し、同年に66万人の死亡が報告されたと推定している。マラリアは、昆虫が媒介する病気の一例に過ぎない。刺すハエ、蚊、ノミ、そして真正の虫(第1章の最後では、すべての昆虫が虫でない理由を説明している)の血を吸う行動の間に、約35億人が虫媒性疾患の危険にさらされる地域に住んでいる。結局のところ、恐怖に怯える理由はあるのだろう!

農業や医療に重要な昆虫の手によって、多くの死と破壊が起こっているのだから、構造害虫はかなり退屈な存在なのでは?それは、夜中に屋根が崩れて、怪我をしたり、もっとひどい目に遭うかもしれない屋根の下で眠るのが好きかどうかによると思う(「maim」をもう一回文章で使う必要があった)。そう、ちょっとだけ誇張している。多くの昆虫は、自然や人工の構造物に穴をあけたり、かじったりして、自分の影響力を表現する。もしこれがあなたの家であれば、何千ドルもの損害が発生し、最悪の場合、家が住めなくなる可能性もある。また、構造上の完全性が失われ、家の全部または一部が倒壊した例もある。木製品は、構造用昆虫の大半の主要なターゲットであり、その中でも一番の敵はシロアリである。

シロアリはどれも同じではなく、同じように被害をもたらすわけではない。しかし、シロアリについてはある程度存知のことと思いますので、その話は4章までお預けす。その代わり、ここではあまり知られていない木材の害虫、エメラルド・アッシュ・ボーラー(Agrilus planipennis)に焦点を当てる(図112)。ここで、美と野獣が絡み合うことになる。成虫は頭から尾まで鮮やかなメタリックグリーンで、体全体に青色が散りばめられており、昆虫学の宝石である玉石にかすかに似ている。しかし、その美しさの裏には、先に述べた砂漠のイナゴに匹敵するような獰猛な食欲の塊がある。問題は成虫の方である。2002年頃に偶然アメリカに持ち込まれて以来、この外来種の成虫は樹冠の上まで飛んできて、毎日トネリコの葉をむしゃむしゃ食べている。成虫がそれだけをするのであれば、この話はあまり意味がない。問題は、エメラルド・アッシュ・ボーラーが食事とセックスを好み、セックスが卵を生み、卵が幼虫として知られるカブトムシの幼虫を生むことである。幼虫は、人間の子供と同じように、すべての問題を引き起こす。

図112. 米国の新しい構造害虫であるエメラルド・アッシュ・ボーラー(Agrilus planipennis)。写真提供:David Cappaert, Michigan State University, Bugwood.org.

幼虫は何をするのだろうか。食べる。具体的には、カブトムシの幼虫はトネリコの樹皮を食い破り、蛇行した跡を残して樹木の脈管組織(葉茎)を損傷させる。これは、人間の動脈をつまむようなもので、栄養の循環を抑制する効果がある。最終的に、葉茎の損傷が大きければ、枯れてしまう。エメラルド・アッシュ・ボーラーが米国に持ち込まれて以来、推定1億5000万本から2億本のトネリコの木が枯れたと言われている。トネリコの木が苗木産業を通じて経済に欠かせない地域にとっては、その経済的損失はすでに10億ドル以上にものぼる。

また、カブトムシの影響は都市のインフラにも及んでいる。メリーランド州ボルチモアはその代表的な例だ。ボルチモアには、市内に約30万本、首都圏全域に約600万本のトネリコが分布しており、全樹木の10%以上を占めている。2013年現在、ボルティモアの南に位置するモンゴメリー郡でA. planipennisが発見され、その扉を叩いている。ボルチモアのトネリコの木にこのカイガラムシが大量に侵入した場合、最悪のシナリオでは経済損失は2億2500万ドルを超えると予想されている。また、ボルティモア市内にトネリコが侵入しなかったとしても、予防策を講じる必要があり、予防にはお金がかかる。つまり、害虫になりそうなもの、つまり疑わしい地域で実際に被害を出さないかもしれないものでも、予防的な処置に何百万ドルもの費用がかかる可能性がある。

虫害の対象となる人の数を語るときには、数百万人から数十億人という考え方を念頭に置いておくとよいだろう。また、この言葉は、どのような害虫の種類であっても、虫害がもたらす経済的損失を正確に表現している。昆虫は、これまでも、そしてこれからも、私たちの生活に大きな打撃を与えてくれる存在である。多くの人が昆虫綱の研究に生涯を捧げ、先に述べたような昆虫学の支配に終止符を打つことを目標としている。第14章では彼らの努力の一端を、第2章では歴史的な観点から昆虫の成功例を、第4章では現代における昆虫の問題点を明らかにする。

虫のバイト

蚊の吸血

私自身が学んだこと昆虫はカッコいい

前節では、羽の生えた6本足の生物学的円柱が放つ破壊的なパワーに魅了されたかと思うが、決して昆虫がすべて悪者であると確信させることが目的ではない。人間を苦しめているのは、全体のごく一部であることを忘れないでほしい。圧倒的多数が、私たちや私たちが愛し、必要とする動植物が依存する、私たちの存在にとって重要な役割を担っている。第3章では、昆虫のPR活動、つまり昆虫の良いところを紹介する。

さて、正直なところ、私は昆虫が好きで大学に入ったわけでもなく、嫌いなわけでもない。昆虫学的にニュートラルだったのだ。幼少の頃、昆虫に興味を持つことはあった。しかし、多くの学生が期待するように、野球のトレーディングカードのように昆虫を収集することはなかった。むしろ、スポーツから目をそむけたとき、友人と一緒に何時間も稲妻の虫を追いかけ、彼ら(友人ではなく虫のこと)の光を発する能力に魅了され、集めた「虫」を中西部の化学メーカーに売って最初の100万ドルを稼ぎたいという欲求に駆られた。長い話だが、簡単に言うと、私は姉に騙されて、夏の間、稲妻の虫を捕獲し、それを売って1000匹集めるごとに10ドルを稼ぐということを一緒にやっていた。素手で1000匹の稲妻虫を捕まえるのに、どれくらいの時間がかかるかわかるだろうか?答え:ひと夏より長い!私たちは10ドルちょうどを、妹の分と私の分と、虫取り隊として集められた9人の友達の分と、11人で分けた。

つまり、私は人生の初期において、昆虫学に傾倒していたわけでも、優秀だったわけでもないのである。この話には意味があるのだろうか?そうです、ある。昆虫の研究に人生を捧げている人によくあることだが、私の昆虫好きは若いころに始まったわけではない。学部の研究に携わるチャンスに飛びついた若い生物学者として旅を始め、研究プロジェクトの目的であった恐ろしい獣を殺す方法を探していた人から、昆虫の生態に魅了された人へと変貌を遂げたのである。私は昆虫の世界をバラ色のメガネで見ているわけではないし、昆虫の破壊力を理解しているからだ。しかし、私は大衆の生物学、つまり非破壊的な品種に注目することにした。昆虫は適応性の高い不思議な生き物で、その効率性には驚かされ、その多様性には美しさを感じる。

しかし、最後の言葉については、少し説得が必要かもしれないね。大丈夫である。この先、読書や研究、そして同じ情熱を持つ人たちとの会話を通して、私が発見した昆虫の不思議について、この章で紹介していくつもりである。ほとんどすべての運動手段で動くことができる生物が、どうしてあなたに感動を与えないのだろうか?昆虫は走る、跳ぶ、飛ぶ、泳ぐ、滑空することができる。口で肛門をつかみ、バネのように筋肉に張りを持たせて跳躍するハエウジもいる。そして、握った手を離すと、まっすぐ上に飛び上がる。感心しない?じゃあ、あなたもその技を試してみてほしい!昆虫は、自分の体とほぼ同じ大きさの寄生虫が、皮膚から体腔内に侵入し、臓器を移動させながら侵入してきても、それを撃退することができる。また、カブトムシの中には、肛門付近の分泌腺からガスを放出し、捕食者を眠らせることで巧みな捕食から逃れるものもいる。このカブトムシの「ガス」は、好んで「致命的な鼓腸」と呼ばれる。

ノアにとってのカブトムシの問題

昆虫の成功は、しばしば人類を苦しめることになる。旧約聖書の創世記に登場するノアは、「地球が水没するまでの40日間、地球上のあらゆる種類の動物を2匹ずつ収容できる大きさの船(箱舟)を作る」という究極の宿題を与えられたという。つまり、地球が水没するまでの少なくとも40日間、地球上のあらゆる動物を2匹ずつ収容できる大きさの船(箱舟)を作るというもので、厳密に言えば、これが彼の最終プロジェクトだった。おそらくノアは箱舟を作ったことがなかっただろうし、インターネットが発達しておらず、神(創世記6章15節)が命じた長さ300キュビト(135メートル)、幅50キュビト(22.5メートル)、高さ30キュビト(13.5メートル)の船の建造に必要な建築資材は簡単に手に入らない(現場にはロウズもホーム・デポもない)状況だった。箱舟が完成すると、すべての動物が姿を現したので、仕事は多少楽になったようだ(創世記6:16)。そのため、生物多様性に関心のある人なら誰もが経験するような採集やサンプリングの問題は、ノアにはなかった。しかし、昆虫は大きな課題であった。現代において確認されている昆虫の種類は約100万種であり、まだ発見されていない昆虫も多数存在すると考えると、ノアは最低でも200万匹(1種2匹)の昆虫を収容するスペースを必要としていた。ノアの時代には、現在よりも少ない種類の昆虫しかいなかったと考える理由はない。むしろ、旧約聖書の時代に生息していた昆虫を、現代人が絶滅させた可能性の方がはるかに高い。地球を水浸しにするのだから、おそらく水生種の多くは船に乗る必要がなく、昆虫の数は多少減るだろうが、それほどでもないだろう。

昆虫の中で最も大きなグループである甲虫類に限ってみても、ノアの仕事は圧倒的であった。甲虫は昆虫の40%、動物の約25%を占めている。淡水や海洋など、あらゆる環境に生息している。もし、水生生物の代表者に搭乗券が与えられないとしたら、ノアとその乗組員には少なくとも2つの大きな問題が残されていた。陸上に生息する甲虫の成虫の大半は、植物を食用とする植物食性である。成虫の成長段階は不明だが、箱舟に乗れるのは成虫だけと考えるのが妥当だろう。したがって、40日間の旅でカブトムシを生かすためには、あらゆる種類の植物が必要だったのである。もちろん、ノアがカブトムシに静止、休眠、休止†などの休眠を引き起こす能力を持っていたなら、あるいは成虫が交尾して卵を産み、その後死んでしまったなら、問題は解決するのだが!聖書は、ノアが昆虫の生理生態について知識があったかどうかについては触れていない。

第二の問題は、選択した甲虫の同乗者の摂食活動をどのように止めるかである。鞘翅目には寄生する種はほとんどいない。従って、例えば血を吸う昆虫がノアにもたらした問題は、甲虫には関係ない。しかし、その多くは捕食性である。この肉食性の種は、船のクルーにとって大きな問題であったろう。最初の半分の種でクルーズを終えることは、ノアのボスの印象に残らないだろう。さらに難しいのは、いくつかの甲虫が木食性(木を食べる動物)であることだ。現在、少なくとも6つの科(Anobiidae、Bostrichidae、Buprestidae、Cerambycidae、Lyctidae、Platypodidae)から約6000種の甲虫が存在し、さまざまな樹種に災いをもたらしている。甲虫類の中で、木材を食べる種は、知られている甲虫目の全種類の約1.5%に過ぎない。問題は、すべての甲虫類が箱舟という小さな場所に集中することである。確かに、彼らの被害は、発生段階、木材の種類、温度など、さまざまな要因に左右される。すべての種が早食いでもないので、木の箱舟へのダメージは遅かったかもしれない。また、箱舟がどのような木で造られたかを知る術はない。創世記にはゴファーの木が登場するが、これが樹種を指しているのか、木材の処理方法を指しているのか、研究者の間でも意見が分かれている。ヒノキの箱とマツやオークの箱では、カミキリムシの食害の影響は大きく異なるだろう。もし、ノアの船が旅の途中で雨漏りをした場合、少なくとも1万2千の疑いがあると推測される。

*キュビトとは、成人男性の腕の肩から指先までの長さを表す単位である。

いずれも、昆虫が環境に恵まれない時期に生き延びるための、休眠や冬眠に似た生理的な減少の状態を指す言葉。

セックスに関して言えば、昆虫は自分たちの『カーマ・スートラ』を書くことができる!外傷性人工授精の話をしたっけ?その通り、いくつかの種では、オスがペニスを仲間の体壁に突き刺すことで交尾を行うが、実はこの時、仲間は別のパートナーと伝統的な方法で同時に性交していることがある。効率といえば、昆虫の中には、メスが一生に一度だけ交尾をする必要がある種もある。メスは「恋人」の精子を永遠に(通常4~5日程度)保存し、意識的にコントロールしながら精子を放出して卵子を受精させ、子孫の性をコントロールできるからだ。

効率は、昆虫の消化を説明するのにも適している。つまり、昆虫は、栄養を必要とするときだけ活動する飢餓中枢の指令に従うのである。つまり、昆虫は飢餓中枢の指令に従うが、その中枢は栄養が必要なときにだけ活動する。では、昆虫はどのようにして食べ物の栄養素を見分けるのだろうか?よくぞ聞いてくれた!それは、足で判断する。昆虫は足の裏(足袋)と、口の中と外側に味覚受容器を持っている。いくつかの種では、文字通り何千もの味覚受容体が体内の複数の場所に配置されている。さらに驚くべきことに、ほとんどの種は、摂取する前にその食物が栄養的に適切かどうか、また毒や有害な可能性があるかどうかを検出することができる。人間はどのような時にそのような判断をするのだろうか?私の場合は、たいてい夜中に吐き出した後だ!

例を挙げればきりがないので、章が進むにつれて、さらに詳しく説明していく。私が昆虫に出会うまでの道のりは、これまでの多くの人たちと同じではなかった。子供の頃に昆虫に出会って、そのまま昆虫学に興味を持ち続けたわけではない。そうではなく、私の旅は、おそらく皆さんと似たようなものだっただろう。私は最初、昆虫を殺そうとしていた。昆虫の生態のすばらしさを知ったのは、昆虫について学ぶことに目を向け、心を開いてからだ。私にとって、昆虫はクールな存在になった。あなたの旅は、違う結末を迎えるかもしれない。しかし、この先何ページかお付き合いいただければ、「昆虫はファットだが、絶対にデブではない」という私の論考の根拠が見えてくるかもしれない。

なぜクモでないとわかるのか?

この本を読み進める前に、いくつかの神話を暴露しておく必要がある。みんなベレー帽をかぶって、自分たちなりの「神話バスターズ」を演じよう。

神話その1:クモは昆虫である

神話その2:すべての昆虫は虫である。

私は、このようなことをする必要があること、特に2番目の神話を扱う必要があることに腹を立てている。そこで、冷静さを保つために、この2つの神話の間に距離を置き、別々のセクションで解説をすることにする。まず、クモのジレンマについて、最も信頼できる情報源である母に尋ねてみることにしよう。

母に言わせれば、2本以上の足がある動物は昆虫である可能性が高い。簡潔だが、定義としては少し広すぎる。実は、母の視力はあまりよくないので、例えば牛よりも小さなものでは、脚が何本あるのか、あるいはあるのかどうか、まったくわからないのである(図113)。彼女や他の多くの人にとって、昆虫やクモなどの気持ち悪い生き物は、脚がたくさんあるとひとくくりにされてしまうのである。特に夜寝ている間に虫やクモに襲われるかもしれないと考えている私の子供たちのために、私は簡単に使える定義を与えた:もし噛まれて死んだら、たぶんクモ。もし生きていたら、部屋を掃除しなさい。これは、クモと昆虫を考察するための出発点としては適切だと思う。

クモは昆虫ではないが、近縁種である。神話は崩れた!クモも昆虫も6本の脚を持っているが、クモは2本の脚を持つことで、さらに一歩(実際には2歩)前進している(図114)。クモの体は2つの部位で構成され(昆虫は3つ)、飛ぶことはできず、目も2つ以上ある。毒素と酵素のカクテルである毒を生産し、不運な食物源に注入され、最終的に8本足の征服者に吸い取られることになる。多くの人がゾッとするのは、クモの歩き方である。毛むくじゃらのクモの一本一本が優雅に、繊細なステップを踏み、一本が接触してからもう一本が地面から浮き上がる。クモと昆虫の歩き方は驚くほど違っていて、クモは血液の水圧で脚を動かすのに対して、昆虫の脚は筋肉で動くため、交互に脚を動かして歩くため、ジグザグのような歩き方になる。皆さんは、小さな生き物が台所の床をどのように滑っているのか、あまり気にしたことがないのではないだろうか。そうかもしれないね!

図113. 家族には昆虫と間違われるかもしれないが、この動物は4本の足しかなく、羽がない。このように、牛(Bos sp.)は昆虫ではない。写真提供:Keith Weller, USDA Agricultural Research Service, Bugwood.org.
図114. クモの外部解剖図。本当に昆虫のようには全く見えない!Jon Richfieldによる画像(http://bit.ly/1Ox2IcN)。

床や顔の上を歩いている多足類が昆虫かクモか迷ったときは、そっと手に取り、自分の良い目に近づけて、足を数えてみてほしい。それでもわからない場合は、お母さんの顔にぶら下げて、その悲鳴があなたの鼓膜に与える影響を測ってみてほしい:麻痺すれば昆虫、出血すれば蜘蛛である。痺れれば昆虫、出血すれば蜘蛛である。父親が叫んでも、デシベルが高すぎて判読できないからだ。もちろん、上記のいずれかの段階で噛まれた場合は、5~10分待って、訓練を受けた救急救命士が判断する。この議論のポイントは何だったのだろうか?クモと昆虫は、時間をかけて観察すれば、ほんの少ししか似ていないのである。そもそも神話は存在しないはずです!

「虫」と「昆虫」: 自分が何を言っているのかを知ることの重要性

次に、「昆虫はすべて虫である」という2つ目の神話を取り上げる。この言葉は昆虫学者、少なくとも昆虫学を教える者にとっては動悸がする言葉である。明らかに私の口調は、この神話を打ち破ろうとしているように見える。その通りだ!何が問題なのか?昆虫のことを虫と呼ぶからなんだ?いい加減にしろ!その意味は、前項で述べたように、「似ているからと言って、必ずしも一緒くたに扱うべきものではない」ということである。解剖学的あるいは行動学的な類似性があるからこそ、私たちはそのような関連付けをしたのである(図115)。その結びつきは理解できる。しかし、よく調べてみると本当に分岐していることがわかったら、それならそれで、グループごとに異なる名前を使うことになる。

図115. すべての昆虫は虫ではないが、すべての虫は昆虫である。なぜそれが重要なのか?アゲハチョウは人間にとって何の脅威にもならないが、右のトコジラミは血液を吸う寄生虫で、人間を容易に捕食してしまう。写真提供:Daniel Schwen(http://bit.ly/1LtuwLC)、米国疾病管理予防センター(http://bit.ly/1G0m9kp)。

昆虫の場合、クモと昆虫のような近縁の動物が同じ門(節足動物門)に分類されながら、独自の細分類(亜門)に分かれていることなど、分類について第7章で学ぶ。それぞれの分類の中で、グループ分けが具体的になるにつれて、種間の関連性の度合いが増していく。つまり、同じ門のメンバーは近縁で、いくつかの特徴を共有しているが、すべての特徴を共有しているわけではなく、亜門のメンバーはより近い関係を共有し、同じクラスで見つかった種は非常に似ている。しかし、多くの共通点を持つ種であっても、やはり同じ動物ではない。この後、すべての昆虫が同じ姿をしているわけではなく、同じように行動し、同じ手段で繁殖し、同じものを食べているわけでもないことがわかる。しかし、解剖学的な特徴や分子生物学的な特徴の違いから、別のグループとして扱われることもある。昆虫を区別するために、昆虫綱の中で、目、科、属、種というように細分化されている。さらに、これらの区分は複雑さに応じてさらに細分化される。ただ、昆虫はどれも同じではないからこそ、このような区分けがある。

そこで、昆虫対虫の神話を覆すという当初の目的に戻る。昆虫綱の仲間はすべて昆虫だが、すべての昆虫が「虫」ではないのである。厳密に言えば、虫という称号を持つ昆虫は、半翅目(異翅目ともいう)と呼ばれるグループに属するものだけだ。昆虫綱は、成虫の脚の数(6本)にちなんで六脚綱とも呼ばれ、分類を研究する分類学者や系統学者の研究、議論、討論の結果、目の名前も何度か変更されているようだ。したがって、虫(しばしば真虫と呼ばれる)は半翅目(異翅目)に属し、これは昆虫綱(六脚目)の一つの下位分類に過ぎない。頭が痛くなった。

用語の違いは重要だろうか?特に、害虫の有無を判断し、適切な対策を講じるためには、その昆虫の正体が重要なのである。殺人事件の捜査で、死亡時刻(正確には昆虫のコロニー形成時刻)を推定するための物的証拠に問題の昆虫が使用される場合、身元は絶対に重要である。また、あなたの頭に舞い降りた赤と黒の「虫」が、無害なテントウムシ(通称:てんとう虫)のような単なる昆虫なのか、それとも厄介な性格で噛みつく性質を持つ刺胞虫(本物の半翅目)なのかを判断するためにも、身元は重要である。昆虫を研究したり、鑑賞したりするためには、昆虫の分類を理解することが不可欠なのだろうか?この教科書では、昆虫を学ぶための手段として、分類や専門用語を重視せず、昆虫の生態の魅力に焦点を当てる。さあ、座って、ベルトを締めて、この地球上で最も素晴らしい世界を探検する準備をしよう!

今こそ、昆虫とは何かを知る絶好の機会だ!昆虫は、非常に多様な外見を持つ動物の一群である。成虫は、体の中央部(胸部)に6本の脚を持ち、左右に均等に配置され、翅を持ち、頭部には2つの大きな複眼と1対の触角がある。

体腔内は濃い血液(正しくはヘモリンパ)で満たされ、腸は長い管状で、摂取した主食によって形や成分が変化し、管状の心臓と一連の小型ポンプ器官によって循環が行われ、複数の「脳」が体中に配置されている。

このようなクールな生き物を研究する学問を昆虫学と呼ぶ。昆虫と近縁の陸上節足動物は、少なくとも教科書や学部生の授業では、たいてい一緒くたに扱われる。

昆虫を研究するのはなぜか?なぜ昆虫を研究するのか?昆虫は、破壊的な相互作用を通じて、人間の存在を力強く形作ることができる。実際、昆虫を研究する理由のトップ4は、(1) 昆虫が病気を広げる、(2) 昆虫が作物を食べる、(3) 昆虫が貯蔵食品を食べる、(4) 昆虫が家畜を傷つけ殺すからだ。

現存する昆虫のうち、上記のような破壊的な影響を与えるのは、わずか2%程度である。残りの98%、つまり約100万種は、人間にとって中立か有益な存在に分類される。

昆虫は人間の生存に本当に必要な存在なのである。植物の受粉、昆虫由来の食品、昆虫の多大なリサイクル活動、昆虫由来のさまざまな製品など、人類が昆虫に依存し、昆虫を必要としているものは、ほんの一例だ。

昆虫は地球上で最も成功した動物である■昆虫は、地球上に存在する動物の中で、最も進化的に成功したグループである。この言葉を支持する論拠として、「豊富さ」と「多様性」がある。豊富さとは、存在する昆虫の数の多さである。これは、ある時点で存在するすべての昆虫種のすべての個体を含む。多様性は、記述された昆虫の種の総数に焦点を当てるので、より小さな尺度である。多様性とは、昆虫の種類やグループがいくつ存在するかということである。

今、地球上にどれだけの昆虫がいるかというのが「豊かさ」である。地球上のあらゆる場所に存在するすべての昆虫を、どのようにして測定することができるのだろうか。昆虫やその他の生物の存在量を推定したり推測したりするには、昆虫を数えたりサンプリングしたりする方法の質に依存する。この「どのように」という問いは、昆虫のサンプリングと個体数の推定を組み合わせたものである。

昆虫の個体数を把握する一つの方法として、周囲を見渡すことが挙げられる。昆虫はどこにでもいる。しかし、「どこにでもある」というのは、あなたの身の回りよりもずっと遠いところにある。しかし、「どこにでもいる」というのは、身近なところだけではない。昆虫は陸上と淡水で成長する。ただし、極地の氷床や南極大陸のように氷が存在する場所では、ほとんどの生命が存在しにくい。また、海洋環境では昆虫はまれで、海岸に近い場所か、海洋の宿主に寄生する生活に限られている。

昆虫の生息数は、新しい昆虫が生まれ、古い昆虫が死ぬことで、日々変化している。昆虫の総数は約1,000億匹、約27億トンと推定され、人間の人口の約10倍にもなる!

昆虫の多さに匹敵するのは、昆虫自身かもしれない。つまり、昆虫の多様性は、豊かさ以上に賞賛されるべきものなのである。現在の推定では、昆虫の多様性は90万種から10億種と言われている。

昆虫の種類を単純に100万種とすると、地球上の動物の75%以上を昆虫が占めることになる。

昆虫は悪い、悪い、悪い。■昆虫の中には破壊力の強いものがいる。破壊的な種の多様性は、全体から見れば驚くほど低い。つまり、破壊的な昆虫の影響は大きく、特に人体への傷害や死亡の影響は大きいにもかかわらず、その責任を負うことができるのは、ごく少数の6本足の獣(約2%)に過ぎない。

一般に、破壊的な昆虫は、人間に与える影響によって分類される。この分類法では、破壊的昆虫を医学的に重要な種、構造的害虫、農業害虫の3つに明確に分類することができる。

昆虫が人間を苦しめる最も残酷な方法の1つは、農業を破壊することである。いくつかの昆虫種は、作物や食料生産・貯蔵の他の側面を直接または間接的に攻撃する。直接攻撃は、昆虫が食物源を食べ、人間の栄養源となりうる作物にダメージを与えるので、明白であるべきである。間接的な加害では、昆虫の活動は直接的には食物源を狙わないが、最終的には食物や栄養の生産量を低下させる。

医学的に重要な昆虫もいる。血液を吸う昆虫の中には、人間の病気の媒介となるものがあり、現在では世界人口の65%以上が危険にさらされている。その筆頭が、マラリアを媒介する蚊である。マラリアは、かつて世界中に広く分布していた病気だが、現在ではアフリカ、アジア、中南米を中心とした熱帯・亜熱帯地域に多く生息している。

多くの昆虫は、自然物や人工物に穴をあけたり、かじったりして、その影響を表現する。もしこれがあなたの家であれば、数千ドルの損害が発生し、最悪の場合、家が住めなくなることもある。シロアリに代表される構造用昆虫は、木製品を主な対象としている。

虫害を受ける人の数は、数百万人から数十億人という考え方がある。また、どの害虫をとっても、虫害による経済的損失を的確に表現している言葉でもある。昆虫は、私たちの生活に大きな被害をもたらすという点で、これまでも、そしてこれからも、私たちの生活に大きな影響を与える存在である。

私自身が学んだこと: 昆虫はとてもクールだ■ 人間を苦しめるために参加する昆虫はごく一部である。圧倒的多数の昆虫は、私たちや、私たちが愛し、必要とする動植物の存在に依存する、重要な役割を担っている。

昆虫は想像力をかきたてるような不思議なことをする。口で肛門をつかみ、バネのように筋肉を緊張させ、握った手を離すと真上に飛び上がるハエウジがいる。昆虫は、自分の体とほぼ同じ大きさの寄生虫が、皮膚から体腔内に潜り込み、臓器を移動させながらでも、それを撃退することができる。また、肛門付近の腺からノックアウトガスを放出することで、巧みな捕食者から逃れる甲虫もいる。この場合、捕食者は「眠った」状態になり、自分も食べられる可能性がある。セックスに関しては、昆虫は独自の「カーマ・スートラ」を書くことができる!ある種の昆虫では、メスは一生に一度だけ交尾をすればよい。なぜなら、メスは「恋人」の精子を永遠に保存し、意識的なコントロールによって精子を放出して卵と受精させ、子孫の性別をコントロールすることができるからだ。また、昆虫の消化を表現する際にも、「効率性」は有効である。

昆虫の世界を素直に覗き込むと、「昆虫は太っているけれども、太っていない」という論説の根拠が見えてくるかもしれないね。

なぜクモでないとわかるのか?クモは昆虫ではないが、近縁種である。クモも昆虫も6本の脚を持っているが、クモは2本の脚を持つことでさらに一歩(実際には2本)踏み込んでいる。クモの体は2つの部位だけで構成され、飛ぶことはできず、目は2つ以上ある。

多くの人をゾッとさせるのは、クモの歩き方である。クモは、ゆっくり、目的を持って歩き、毛の生えた一本一本が優雅に繊細なステップを踏み、一本が接触するともう一本が地面から浮き上がる。クモと昆虫の歩き方は驚くほど違っていて、クモは血液の水圧で脚を動かすのに対して、昆虫の脚は筋肉で動くため、交互に脚を動かして歩くためジグザグに見える。

「虫」と「昆虫」: あるものが別のものに似ているからといって、必ずしも一緒くたにする必要はない。解剖学的な類似性、あるいは行動学的な類似性があるからこそ、私たちはそのような関連付けをする。クモと昆虫の場合、同じ節足動物門(Arthropoda)に分類されるが、独自の下位区分(subphyla)に分かれている。それぞれの分類の中で、グループ分けが細かくなるにつれて、種間の近縁度が高くなる。つまり、同じ門の仲間は近縁でいくつかの特徴を共有しているが、すべての特徴を共有しているわけではなく、同じ亜門の仲間はより近い関係を共有し、同じクラスで見つかった種は非常に似ている。しかし、共通点の多い種であっても、やはり同じ動物ではない。

昆虫を区別するために、昆虫綱の中で、目、科、属、種というように細分化されている。昆虫の種類を区別するために、昆虫綱の中で、目、科、属、種といったグループ分けがされている。しかし、このような区分があるのは、すべての昆虫が同じではないからだ。

昆虫綱の仲間はすべて昆虫だが、すべての昆虫が「虫」ではない。厳密に言うと、虫という称号を持つ昆虫は1グループだけで、それは半翅目(Heteroptera)と呼ばれる部門に属している。用語の違いは重要なのだろうか?害虫がいるかいないか、犯罪の証拠になるかどうか、噛む可能性があるかどうかなど、その昆虫の正体が重要な場合は特にそうだ。

きのこ栽培(セルフテスト)

レベル1:知識・理解度

次の用語の定義を述べよ:

  • (a) 昆虫
  • (b)ヒューマンセントリック
  • (c) シナントロピック
  • (d)種
  • (e) 侵略的な種
  • (f) 昆虫学

昆虫は一般に、人間に悪影響を及ぼすものとして研究されている。昆虫が人間に害を与える主なカテゴリーや方法について説明しなさい。

昆虫の悪影響にもかかわらず、実際に人間の真の害虫となるのは全体のごく一部である。大多数の昆虫は人間にとって有用であると考えられている。昆虫綱の仲間との関わりによって、人間がどのような恩恵を受けるか、できる限り多くの例を挙げて説明しなさい。

レベル2:応用・分析

昆虫はすべての動物の中で最も進化的に成功していると考えられている。この2つのパラメータが、地球上での昆虫の優位性を説明する上でどのように役立つかを説明する。

また、解剖学的特徴や行動学的特徴を用いて、異なる動物群をどのように区別できるかを説明できる。

レベル3: 総合/評価

六脚の仲間は、一般に真昆虫として知られている昆虫の特定のグループと区別することができる。なぜそのような区別が必要なのだろうか?

aフラスは、特にマニアックな(昆虫学者)友人間の暗号として有用な楽しい言葉である。フラスとは、後腸から肛門を経由して排出される、部分的に消化された食物、代謝廃棄物、および水の組み合わせである。つまり、昆虫のウンチである。

b昆虫の成虫は通常6本の脚を持ち、胸郭と呼ばれる体の中央部分に位置しているが、近縁のいくつかの動物は6本よりはるかに多い脚を持つことができる。解剖学的な違いはともかく、多くの脚を持つ動物をまとめて「虫」「ミミズ」「その他」と緩く呼んでいることが多い。

音楽、宗教、映画、文学など、文化的な慣習に影響を与える昆虫は多いので、この分類は明らかに主観的である。そのため、美的感覚は人それぞれだが、中立的な昆虫の中には、有益であるとか、好ましいとされるものもある。

d昆虫学の「殺す」という側面は、昆虫学者にとって、魅力や驚きを呼び起こす生き物を研究するためには、興味の対象である昆虫を殺して調べなければならないという、一見パラドックスになる。

e「一個の悪いリンゴで全体を台無しにするな」という諺のことで、「少数の者が多数の者を代表するのではない」という教訓を表している。

f 『サムエル記』に登場する聖書の物語で、巨大なペリシテ人の戦士ゴリアテが、一見劣勢に見えるがはるかに小さなダビデ(後のイスラエル王)に敗れるというもの。

昆虫には手がないため、より正しい付属器官の名称はtarsiとなり、手のひらに相当する位置にpulvilli(足蹠)がある。このような用語は昆虫の破壊を理解する上で必要ないのだが、この脚注を読み続けるということは、あなたが知らなければならない人であることを証明している。

この受精の仕組みは、アーヘノトーキーとも呼ばれ、未受精卵は男性または息子になり、受精卵は娘になる。

「MythBusters」は、ディスカバリーチャンネルで放送されている米国のテレビシリーズ。司会のAdam SavageとJamie Hynemanが、大勢のスタッフの助けを借りて、神話、噂、妻の話、映画のシーン、ニュースなど、自分たちの好みに合ったものの正当性に、科学的手法の側面から挑む。そして、その検証に耐えられなかったものは、神話として否定される。

第16章 昆虫の傭兵 人間の戦争と国家安全保障のための武器

人間が互いに苦痛を与え合うために編み出した方法は無限にあるように思えるが、昆虫やその近縁種に比べれば、この事業では素人同然である。

メイ R. ベレンバウム博士(2009)a

イリノイ大学昆虫学教授

昆虫は、私たちと接するほぼすべての場面で優位に立っている。だから、「人間が昆虫の犠牲になる」というのは、意外に思われるかもしれない。そのような考え方は、ばかばかしいというか、ありえないことだと思う。その通りだ!しかし、歴史上、いくつかの種類の昆虫は、あまり善良でない人(つまり人間)の手にかかってしまった。何のためかというと、それは兵士として採用されるためだ。というのも、昆虫たちは自ら志願したわけではないからだ。そうではなく、一方的な任務のために強制的に徴兵されるのだ。6本足の幸運の兵士たちは、敵ではない軍隊を相手に、武器や爆弾、さらにはバイオテロに仕立て上げられたのである。歴史的な記録を調べると、人間が他者との争いの中で昆虫を武器として使ったというエピソードがある。中には、想像力に富んだ極悪非道な拷問方法の手先として使われた種もある。詳細はあまりに陰惨で語れないが、あなたのために例外を設けることにする!

図16 1. 1897年のハットフィールド一族

ウェストバージニア州のハットフィールド一族は、ケンタッキー州のマッコイ一族との長年の確執で有名である。土地の権利や豚、アメリカ南北戦争時の忠誠心の違いなどをめぐって、一族間の暴力が長年にわたって何度も勃発した。1897年、アイオワ州立出版社による写真(http://bit.ly/1JKHQvR)。

もちろん、最も強力なパンチ力を持つ昆虫兵器は、病原体を保有し、人間を吸血する際に放出され、病気を引き起こすものである。昆虫を武器にすることは、過去のアイデアだけではない。実は、昆虫はアメリカやヨーロッパ諸国の国家安全保障にとって、非常に大きな脅威であると考えられている。昆虫の価値は、病気を引き起こす従来の微生物よりも簡単で、安価で、安全に扱えることにある。昆虫の万歳昆虫はまた、人間を直接標的にしたり、疾病伝播の媒介となったり、農業システムを麻痺させる兵器となったりするという点で、バイオテロ剤としての3つの可能性を持っている。第16章では、こうした潜在的な昆虫テロの脅威を検証するとともに、戦争、テロ、拷問などの兵器としての昆虫の歴史的な利用法にも踏み込んでいる。このようなトピックに終始すると、確かに未来は暗い。幸いなことに、昆虫兵はどの国や軍隊にも忠誠を誓うことはなく、テロとの戦いに役立てることができる。国家安全保障における昆虫の役割を探り、爆発物やバイオテロの材料を検出する、音声・映像記録装置を搭載して短期間のスパイ活動を行う、武器や人体を検出するバイオセンサーとして操るなど、昆虫を監視に利用する方法について説明する。昆虫は究極の二重スパイなのである。

キーコンセプト
  •   昆虫兵器の歴史的な視点
  •   恐怖のエージェントとしての昆虫
  •   ブラッドハウンドとしての昆虫スニッファーシステム
  •   昆虫のスパイ活動サイボーグと監視
  •   昆虫のための昆虫:昆虫学的カウンター・テロリズム
昆虫兵器をめぐる歴史的な視点

人間は本来、互いに対立することを求めているようだ。人間の紛争、特に局地的な小競り合いは、領土、境界線、食糧、水、貴重品、さらには交尾相手などの所有物をめぐって起こるか、あるいは起こってきた。(http://hatfieldmccoycountry.com/feud/)。現代では、集団や国家間の敵対は、イデオロギーの違い、特に狂信者や宗教的理想を表すものが中心となっている。これは決して、過去に宗教戦争が起こらなかったことを意味するものではない。もちろんあったし、頻繁にあった(図16.1)。しかし、今日の地球環境は、すべての非信仰者と聖戦を続けているように見える派閥、細胞、または非国家的組織(一般にテロリスト集団と結びついている)が混在している。

このような紛争は、歴史的な観点から見ても、単に現在の出来事を観察しても、しばしば物理的な交戦のレベルにまで発展することがあるということである。意見の対立がエスカレートすると、複数の参加者による本格的な戦争に発展することもある。しかし、交戦の形態は、時代とともに変化しているわけではない。現実的には、粗悪で単純な低効率の装置から、広範囲を破壊する能力を持つ大規模な爆発物、殺戮ではなく恐怖を与えるように設計された化学・生物兵器の使用まで、兵器の進化を通して見ることができる。とはいえ、いわゆる大量破壊兵器には、生物・化学兵器も含まれる。兵器進化の上層部には、ドローンを使ってピンポイントでペイロードを届けることができる高度なスマート兵器が存在し、ターゲットから何マイルも離れた兵士がコントロールすることができる。恐ろしいのは、スマート技術がいつの日か生物・化学兵器と併用される可能性が極めて高いことである(図16.2)。

戦争の進化と同時に、誰を標的にするかについての考え方も変化してきた。かつて戦場では、交戦規則について一種の紳士協定が結ばれていたことがある。例えば、兵士は女性ではなく男性であり、戦闘は一般に専門家(兵士)のみに限定され、しばしば決められた場所と時間帯で行われた。第二次世界大戦までには、戦争中に使用する武器の種類、捕虜や負傷者の扱い方、民間人への配慮など、適切なエチケットを示した一連の規約(ジュネーブ条約)cが存在する。もちろん、すべての軍隊がこのルールブックを遵守していたわけではないが、少なくとも多くの国が遵守しようと試んだ。しかし、現代の戦争は、実際にはどのようなプロトコルにも準拠していない。なぜか?それは、参加者が国家そのものではないからだ。その代わりに、過激な宗教団体が敵と見なした相手に対して戦争を仕掛けている。彼らの立場からすると、ジュネーブ条約は適用されない。だから、戦争のルールは彼らのものなのだ。この中には、軍事作戦の実施方法も含まれる。一般に、従来の戦争戦術や伝統的な武器には、もはや従わない。その代わりに、沈黙し、狡猾で、破壊的な近代的武器庫が採用される。d 戦争の新しい戦術のいくつかについては、次のセクションで詳しく検討する。

図16.2. 水陸両用ドック揚陸艦 USS トルトゥーガ(LSD 46)から、CARAT(Cooperation Afloat Readiness and Training)2008のシンガポールフェーズのミサイル演習のために、ドローンを発射する様子。米海軍写真:Cmdr. James Ridgway、http://bit.ly/1Jv7xOT。

これらの「新」兵器の中には、予想よりもかなり古い兵器もある。6本の脚を持つ兵士は、ほぼすべての古代文明で武器として使用されていた。当初、昆虫はその強力な毒のために選ばれた。昆虫の毒を矢や槍の穂先に塗った例もあり、古代人は初歩的な薬学を学んでいたことがわかる。より一般的な昆虫の利用法としては、磁器や粘土、セラミックなどで爆弾や手榴弾を作り、その中にハチやスズメバチなどの小さなコロニーを入れるというものがあった。蝋や粘土、泥などで密封し、敵に向かって投げつける。要塞や塹壕の壁、あるいは地面に強くぶつかると、爆弾は爆発し、中身が放出される。その時、爆弾の住人たちは、怒りとまではいかなくても、かなり興奮しており、好き勝手に刺したり噛んだりしていたことが想像できる。これは、一旦露出してしまえば、他の武器で簡単に攻撃できる、固まった敵を追い払うための効果的な手法であった。もちろん、この方法の問題点は、昆虫爆弾を敵から遠く離れたところから投げることができないことである。そのため、ハチやスズメバチが放たれたとき、攻撃者は近くにいたことになり、昆虫はかなり興奮し、怒った昆虫の集団は誰を攻撃しようが構わなかった。爆弾を作った人たちがこの問題をさらに深刻にしたのは、昆虫を梱包した人たちが、第12章で学んだように、刺すヒメバチ類の誘引剤となる警報フェロモンを身にまとっていた可能性があることである。イエロージャケットを巣の近くでつぶせば、歴史的な再現ができるかもしれないね。よく考えたら、そんなことしちゃダメだ(http://bit.ly/1JMWxNr)。

兵器産業で昆虫を扱うことの利点は、多脚の生き物を見るだけで恐怖を呼び起こす人がいるため、放しても放さなくても同じように効果的であることである。また、昆虫の存在が様々な不合理な行動を引き起こし、妄想性寄生虫症と呼ばれる状態になる人もいる。このように、昆虫が人間の行動に与える影響力は、歴史上、尋問の方法として利用されていた。つまり、昆虫は拷問技術に使われてきたのである。最もよく知られているのは、アメリカの西部劇で描かれる、先住民の土地に侵入した入植者や兵士が、蟻塚の近くに首まで埋められて罰せられるというものだ。十分な時間があれば、コロニーからの斥候が拘束された人間に向かってさまよい、やがて大あごで皮膚をサンプリングする。好んで食べる場所は、鼻、口、耳の湿った粘膜と、栄養豊富な眼球である。その際、アリや他の飢えた生き物が寄ってくるように、糖分を混ぜたものを皮膚の露出部に塗ることもあった。しかし、死はすぐには訪れず、生きたまま食べられるという、非常にゆっくりとした苦痛を伴う拷問が行われた。

この方法は、ハリウッドの創作ではない。メソアメリカで何世紀にもわたって行われてきた実際の拷問法なのだ。もし、単に威嚇や尋問を目的とするのであれば、攻撃的なアリの近くや蚊の多い地域で、裸で木や柱に縛り付けられるかもしれない。数回噛まれるだけで、必要な情報を聞き出すには十分すぎるほどだった。しかし、捕らえられた者にとっては、自由と引き換えに情報を得るという取引は、残念ながら期待通りにはいかなかった。より極悪な拷問方法のひとつに、捕虜を裸でイカダに縛り付け、ミルクと蜂蜜を強制的に飲ませるというものがある。その結果、便秘になり、肛門から漏れるというものである。それだけでも十分な拷問に思える。しかし、そうではなく、その液体はハエを引き寄せ、そのハエは肛門の近くに産卵する。卵は孵化し、ハエの幼虫が分泌物を食べて肛門に侵入する。これは、15章で説明した逆侵入と似ている。苦痛に耐えられなくなった囚人は、捕虜が知りたがっていることを何でも白状してしまう。

昆虫に関する拷問で、肛門からの排出や侵入につながるものはほとんどないように思えるが、少なくとももう一つ、残酷さの度合いを高めるものがあるのは確かだ。想像を絶する恐怖を味わえる拷問とは、一体どのようなものなのだろうか。その答えは、技術よりもむしろ物理的な場所である。囚人はロープで穴に降ろされ、看守がサソリ、ネズミ、ヒツジダニ、昆虫などを上からかける。支配者である首長の機嫌が悪いと、動物を数日間餓死させてから穴に放ち、囚人を襲うように仕向けることもあった。この特別な目的のために選ばれた昆虫は、実は唾液毒を分泌して獲物に注入する暗殺虫の一種(半翅目:Reduviidae)である。唾液毒には、昆虫と同様に人間の組織にも作用する強力な消化酵素がいくつか含まれており、筋肉や軟部組織を化学的に消化する効果がある。十分な期間毒にさらされたり、一人の人間に十分な量を注射されたりすると、組織は骨から剥がれ落ちてしまう。囚人たちは、文字通り手足を使えなくなった。また、咬まれ、組織を失い、毒の影響が残り、その後の感染症で言いようのない痛みに耐えることになる。これは、ほとんどの人が生き残れない経験であった。

昆虫兵器の使用は、この2世紀の間にも続いている。中世の戦いから世界大戦、そして最近では朝鮮戦争やベトナム戦争に至るまで、戦争における昆虫の使用例は数多く挙げられる。現代の昆虫兵器の使用には、2つの共通項がある(表16.1)。第一に、戦争には大勢の兵士が集まるが、その際、大量の人間が密着し、ストレスを受け、栄養失調になるため、昆虫が媒介する病気にかかりやすくなるということである。第4章では、第二次世界大戦の直前に殺虫剤DDTが発見されるまで、チフス、黄熱病、マラリアが、戦闘による傷害よりも多くの死者を出していたことを説明した。昆虫が致命的な病原体を保有しているという事実は、見逃されることはなかった。昆虫が病気を媒介するという事実と、昆虫が比較的容易に操れるという事実が、第二の糸となった。マラリア、黄熱病、デング熱、ペストなどの強力な病気の媒介となる虫や、重要な食用作物に壊滅的な打撃を与える虫を大量に飼育し、狙った敵地に意図的に放つという新しいタイプの兵器がすぐに作られた。最も極端な例は、第二次世界大戦中、日本帝国陸軍が秘密裏に行った化学・生物兵器の研究開発であろう。石井四郎大将の指導の下、防疫・浄水局は、ジュネーブ条約で非合法とされた兵器を日本が使用する可能性を探り始めた(図16.4)。

図16 3. ウズベキスタンのブハラにあるジンドン刑務所

捕虜の拷問や処罰に使われた悪名高い虫穴があった。写真:David Stanley、http://bit.ly/1JrHBzr

作戦の拠点は満州で、陸軍の731部隊は、黒死病を媒介する昆虫であるヒトノミ(Pulex irritans)を何百万匹も大量生産していた。そして、そのノミにペストの原因菌であるエルシニア・ペスティスを感染させたのである。満州の施設では、1年後にはペスト菌を保有するノミを5億匹以上生産していた。日本の部隊の目標は、生きたノミを敵の標的に効果的に送り込む方法を開発することであった。そこで、中国の村や捕虜を被験者とした爆弾開発で激しい実験が始まった。この施設が稼働していた6年間で、25万人近い男性、女性、子供たち(ほとんどが中国人、韓国人、モンゴル人)が、生物兵器開発の日本の人体実験フェーズで死亡した。驚くべきことに、731部隊の関係者は、連合国側の勝利後に行われた戦争犯罪法廷では誰一人として裁かれなかった。その代わり、科学者たちはデータとノミや細菌の飼育方法と引き換えに免責されたのである。

第二次世界大戦中、化学・生物兵器の開発に携わったのは日本だけではなかったことに注目する必要がある。アメリカは、ドイツやイギリスと同様に、蚊やノミを病気の媒介として使う研究に積極的に取り組んでいた。また、人間の病気を媒介する昆虫に限らず、ドイツ、イギリス、アメリカは昆虫を使って農作物を攻撃していたと各方面から非難を浴びた。実は、このような非難は南北戦争にまでさかのぼり、北軍が意図的に昆虫を放ち、南部の農作物を妨害していると南軍が思い込んでいたのである。つまり、昆虫兵器は過去にも最近にも、そして複数の国によって使用されてきたということである。複数の国で使われ続けているということは、それだけ効果があるということであり、人間の戦争においても昆虫が有用であることを証明している。

昆虫を恐怖の道具に

現代の戦争は、テロリズムに大きく依存している。テロリズムとは、文字通り、宗教的、政治的、その他のイデオロギー的な目的の名の下に、選ばれたターゲットに対して、兵士や市民の身分に関係なく、暴力行為によるテロ戦術を駆使することであり、最も一般的なものである。この点は、これまでの軍事行動と最も異なる点であり、ジュネーブ条約の条文を全く無視していることを反映している。暴力行為は、生物学的および化学的に分類されるものを含む、広範な武器を用いて行われる(図16.5)。特に、国連が生物兵器の製造と使用を禁止していることから、このような兵器の使用は、他の時代の人類紛争とは一線を画しているe。しかし、厳しい現実として、今日、生物兵器は歴史上のどの時代よりも多く存在すると考えられ、また、その兵器を使用する用意のある集団の手中にあるように思われる。

表16 1. 軍事作戦に使用されることが疑われる、または知られている昆虫

* == 使用が疑われるが、直接的な証拠がない昆虫。+ = 生物兵器として使用される可能性があるとして試験されたが、実際の配備は不明である昆虫を表す。Lockwood (2009)から得た情報。

図16 4. 第二次世界大戦中、満州にあった731部隊のハルビン生物兵器施設の敷地内にある建物

この敷地には日本帝国陸軍の生物兵器計画があり、人間の病気を媒介する昆虫を使った生物兵器実験の結果、25万人以上の民間人を死亡させた責任がある。写真:竹澤正雄 bit.ly/1syWQX2 で入手可能。

図16 5. 大量破壊兵器の国際シンボル:左からそれぞれ核、生物、化学のハザードまたは兵器警告

画像はFastfissionが作成したもので、http://bit.ly/1KK4dfu。

生物兵器は、過激派グループまたは国家が、他の国、組織、またはグループを標的に、生物および/またはその産物(すなわち、毒素、毒)を使用することを含む。従来、生物兵器は、細菌、ウイルス、原虫などの微生物や、ヒトや他の動物に特異的に病気を誘発する病原体に限定され、より狭い定義が用いられてきた。2001年に米国で発生した炭疽菌攻撃は、連邦捜査局(FBI)によってアメリクラックスと名付けられ、バイオテロは致命的な微生物であるという認識を世間に定着させた。もちろん、世間の認識だけでは、なぜ微生物が生物兵器開発の対象として特別視されるようになったのかを説明することはできない。その理由は何か。それは、微生物が生物兵器として理想的な性質を持っているから

  • 増殖と伝播が容易である。
  • 伝播や伝達が容易で、標的となる地域や都市、国のインフラに負担をかける。
  • 一般市民に恐怖を与え、政治家にテロリストの要求に応じるよう圧力をかける。

いくつかの病気を引き起こす微生物は、致命的な病気を誘発することでこれらの条件を満たし、流行状態からパンデミック状態に容易に到達することができ、その結果、緊急対応者や医療機関が圧倒される。2014年に米国で発生したエボラ出血熱の軽度の流行は、短期間で住民を襲う恐怖を実証している。また、生物学的テロの主要な候補の1つである天然痘に対処するための準備がいかに不十分であるかも明るみに出た。

天然痘のような病気は、ワクチン供給が世界的に少ないという理由だけで、すぐに広がり、インフラに負担をかける可能性のある生物兵器の1つである。なぜワクチンの備蓄が少ないのか、と聞かれるかもしれない。天然痘は欧米諸国ではほとんど根絶されている。天然痘の脅威がなくなったことで、ワクチン接種が行われなくなり、近年では、少量の天然痘に対応できる程度のワクチンしか供給されていない。したがって、ニューヨーク、シカゴ、ロサンゼルスなどの大都市で天然痘が再流行した場合、直ちに壊滅的な影響を及ぼす可能性がある。ここで、現在のワクチンでは予防できない天然痘の新種が発生したとしよう。最近の組換えDNA技術や分子生物学の飛躍的な進歩により、このような可能性は確実に高まっている。新しく開発された遺伝学的ツールは、ほとんどすべての生物のゲノムを操作することができ、その中にはバイオテロの次の病原体となることが懸念されている微生物も含まれている。理論的には、病原性生物を強化することは比較的簡単だが、コストはかかる。多くの国が微生物兵器を使ったテロを警戒しているのも不思議ではない。

バイオテロに関する悲観的な議論にもかかわらず、致命的な微生物の使用は避けられないと見なすべきではないだろう。このような微生物兵器の使用には、いくつかの厳しい制約がある。一つは、テロリストの細胞や組織も、標的の微生物と同じように影響を受けやすいということである。必要な安全装置や設備がなければ、病原体にさらされ、その影響を受けることを防ぐことは絶対にできない。つまり、テロ組織は、バイオセーフティレベル3や4の生物を扱う研究機関にあるような高度な実験施設を使用しなければならないのである。米国では、疾病管理予防センター(Centers for Disease Control and Prevention)が、人間にとって危険であることが知られている、あるいは潜在的に危険である生物を収容して作業する際の安全上の注意事項を定めている(図16.6)。バイオセーフティレベル3および4は、最も深刻な脅威を分類したもので、生物テロの潜在的な病原体と考えられるほとんどの微生物を含む(図16.7)。このような微生物を封じ込めるために必要な施設は、一般的に運用コストが高く、生物兵器の製造場所を監視している国から隠すことはほぼ不可能である。また、多くの(すべてではないが)微生物兵器による攻撃のリスクを低減するのは、効果的な運搬システムがないことである。たとえ病原体が強毒であっても、それが迅速に標的に到達できなければ、テロ計画にはほとんど役立たない。つまり、架空のサスペンス小説やスパイ映画の描写から想像されるほど、微生物から生物兵器を開発するのは簡単ではないのだ。このことは、安心感を与えてくれるが、同時に疑問を抱かせる: 生物兵器の開発に成功した場合、どのような選択肢があるのだろうか?その答えは、多目的昆虫にある。

生物兵器の開発において、昆虫は微生物に代わる優れた選択肢である。生物兵器の議論では見過ごされがちだが、6本の脚を持つ動物は戦争やテロ行為に利用できる大きな可能性を持っている。先に述べたように、昆虫学的兵器には歴史的な先例があることは明らかだ。しかし、昆虫学的兵器、特に昆虫学的テロリズムや昆虫テロリズムの形態は、微生物兵器の限界を克服し、実際に幅広い標的を提供する。生物兵器の開発という点では、数千匹の昆虫を比較的小さなスペース(例えば、家の地下室やガレージ)で、病原性微生物と比較して確かに安価かつ迅速に飼育することができ、高度な飼育施設や封じ込め施設は必要ない。さらに重要なことは、昆虫の成虫の多くは飛ぶことができるため、生物兵器を目標に到達させるための精巧な運搬システムが必要ないという事実である。その代わり、昆虫は人間の介入を必要とせず、放出地点から分散することができる。昆虫兵器はまた、幅広いターゲットに対応することができる。例えば、昆虫をエントテロに利用したり、操作したりする方法には、次のようなものがある。

  • 人間や他の動物の集団を直接標的にする
  • 動物や植物を対象とした病気の媒介となる
  • 食料生産または農業経済に影響を与える
図16 6. バイオセーフティレベル4の施設で陽圧服を着て作業する人たち

このような防護は、ほとんどの強毒性ヒト病原体を扱うために必要であり、したがって、致命的な微生物を用いて生物兵器を開発しようとするテロ組織にとって大きな障害となる。画像作成:国立アレルギー・感染症研究所、http://bit.ly/1quiWrx。

図16 7. 人または環境に潜在的な健康リスクをもたらす生物製剤を扱う際のバイオセーフティレベルの注意事項

この安全レベルは、米国疾病管理予防センターが作成したものである。

ポイントは、昆虫兵器は病気の感染にとどまらず、病気の蔓延、食糧供給の減少、経済の弱体化を通じて、実際にインフラに課税できることである。上記のリストをざっと見ると、各カテゴリは相互に排他的ではなく、植物病の媒介者は農業に影響を与えるという見出しに容易に該当し、別称アグロテラリズムと呼ばれることもあるし、病気の媒介者は人間や動物の集団を直接攻撃することもできる。とはいえ、それぞれが昆虫兵器を使用するための特徴的なターゲットや手段であることは確かである。

昆虫学的兵器による直接攻撃または襲撃は、使用される昆虫が噛んだり、刺したり、有害または有毒な分泌物を出したりすることを意味する。昆虫の攻撃的な行動や、昆虫が作り出す毒素が、標的とする人々に恐怖と大混乱をもたらすのである(図16.8)。前近代の戦争で使われた蜂爆弾や、アリを使った拷問術は、今日の昆虫兵器の先駆けである。このような方法で使用される最も効果的な昆虫は、社会性のあるヒメバチ類や真正虫類(半翅目)で、無差別毒(すなわち、効果を引き出すために細胞受容体に結合する必要がない)または毒を生成し、人間やその他の動物に注射すると、非常に痛い、長期的な効果を引き起こす傾向がある。痛みは、細胞膜の溶解やヒスタミン放出による炎症から生じることが多い。テロ行為の目的は、必ずしも殺戮ではなく、恐怖を与えることであることを忘れてはならない。すぐに消えない強烈な痛みは、最終目的を達成するための長期的な記憶を生み出す。一方、昆虫を病気の媒介にすることは、病原微生物を使った生物兵器を開発することと本質的に同じだ。もちろん、昆虫が効果的なデリバリーシステムとして機能し、人間の集団だけでなく、家畜や作物など、より広い範囲を対象とする点が異なる。この方法には、先に述べたような健康被害や経費の問題があるが、昆虫ベクターはその欠点も克服している。

図16 8. オオスズメバチ(Vespa mandarinia)(ヒメスズメバチ科)の成虫は強力な毒を産生し、巣の攻撃的な集団攻撃行動と組み合わせると、直接攻撃用の昆虫学的武器となる可能性がある

写真提供:小出康範、http://bit.ly/1KK74VE

蚊は、昆虫を病気の媒介として利用することの効率の良さを示す好例だ。数種類のアエデス(双翅目:イエカ科)の蚊は、小さな実験室や十分に湿らせた部屋で簡単に飼育することができる(図16.9)。成虫のメスが血を吸った後、(宿主を必要とせず、コンドームや手袋などの薄手のラテックス素材に温かい血液を含ませることで)卵を産み、ペーパータオルの上に集めておく。蚊のコロニーが大きいと、数百個の卵が1インチ×1インチの正方形のペーパータオルを簡単に覆うことができる。シャツのポケットに入れれば、空港で発見されることはないだろう。さらに、その卵を淡水域に落とすと、蚊の予防接種が行われ、新しい地域に致命的な病気が蔓延する可能性がある。このように、昆虫を運ぶ個人を危険にさらすことなく、比較的簡単にこのプロセスを達成することができる。

昆虫が国家の安全保障に与える最も大きな脅威は、農業に関連するものであろう。昆虫は長い間、農作物や家畜、貯蔵食品の害虫として機能してきた歴史がある。そのため、農業の偶発的あるいは日和見的な害虫から、戦争やテロの武器として意図的に放たれるようになるのは、ほんの一歩である。この点で、昆虫の多くの種はアグロテロリズムのエージェントとして適している。アグロテロは、動物や植物の病原体や害虫を意図的に持ち込むことで、作物栽培システム、家畜、収穫後に保管されている食料を直接狙うものである。アグロテロの昆虫学的側面に焦点を当てる前に、なぜテロ行為において人体病原体ではなく農業に焦点を当てるのか、という疑問があるのではないだろうか。米国では、職業としての農業は国民の労働力の2%以下だが、15%以上の米国人が食物や繊維の生産に関連する仕事に従事している。アグロテロの工作員がうまく配置されれば、米国経済に深刻な打撃を与えることができる。

図16.9. 米国や他の西側諸国の住民にいくつかの昆虫媒介性疾患をもたらす昆虫学的武器として、アジアタイガーモスキート、Aedes albopictus(双翅目:Culicidae)の雌成虫が選ばれる可能性がある。写真:Susan Ellis、Bugwood.org。

さらに懸念されるのは、北米における農業のあり方である。モノカルチャーが作付体系を支配し、家畜の生産と仕上げはごく少数の施設で行われている。例えば、アメリカの2億エーカー以上の農地では、トウモロコシ、干し草、大豆、小麦の4つの作物だけが植えられている。同様に、米国で生産される豚肉の90%以上は、100人未満の生産者から得られている。このように、わずか数種類の害虫や病害虫が発生するだけで、食糧生産の特定の側面を麻痺させることが考えられる。その結果、食糧供給は大幅に減少し、経済は衰退し、パニックと恐怖が蔓延することになる。潜在的なテロの脅威から食糧供給を守るために、米国農務省がその主な役割を担っている。この農務省は、食糧の安全性と品質を確保し、食糧生産の改善に取り組むという国内の主要機能を遂行するための資金が著しく不足しており、安心できるものではない。つまり、米国は他の多くの国々と同様、農業に対する大規模な攻撃に対する備えがないのである。

昆虫は、アグロテロのエージェントとして理想的な候補である。第4章で述べたように、昆虫の食性は破壊的であり、作物や家畜に病原菌を媒介する能力もあるため、ごく少数の種が毎年農業に被害を与えている。農作物テロを引き起こす可能性のある生物に、特別な、あるいは珍しい生活史的特徴は必要ない。実際、農業地域に外来種や侵入種を導入し、その種を定着させるという単純なプロセスで済むかもしれない。農作物栽培のモニタリングや監視の方法によっては、導入された昆虫が数カ月から数年間発見されないこともある。外来種は、捕食者や寄生虫などの天敵がいないため、短期間で大混乱に陥る可能性がある。また、一度発見され、害虫と判断されても、効果的な管理方法(昆虫の防除と管理の詳細については第14章を参照)を確立するのに長い時間がかかることがある。

ヒメマルカメムシ(Halyomorpha halys)

(半翅目:Pentatomidae)やエメラルド・アッシュ・ボーラー(Agrilus planipennis)(Coleoptera:Buprestidae)は、米国に偶然導入されてから10年が経過しても、管理・封じ込めが非常に難しいことが判明した外来害虫の代表である(図 16.10 )。この農業害虫が、最大限の破壊を意図して、ある地域に意図的に持ち込まれたとする。ほんの少しの手順で、確実に成功させることができる。例えば、偶発的に持ち込まれた農作物のように、少量の農作物テロ剤を放出する(接種的放出と呼ぶ)のではなく、氾濫的放出を行うことがより効果的なアプローチとなるであろう。氾濫放出は、何千もの個体をある地域に大量に放出することで、害虫がすぐに定着し、直ちに深刻な被害を与え始めるようにするものである。欠点は、エントテロリスト(別名、昆虫)が接種型放出よりも早く発見されることだが、その時点ではすでに被害のほとんどが発生している。

図16.10. 最近導入されたエメラルド・アッシュ・ボーラー、Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae)は、急速に侵略的な害虫種となり、トネリコに年間数百万ドルの損害を与えている。写真:Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources-Forestry, Bugwood.org.

成功を確実にするもう一つの方法は、生物兵器の遺伝的状態を操作することである。理想的には、育種プログラムを通じて昆虫を選択するか、あるいは殺虫剤耐性を付与するための遺伝子ノックアウト技術に頼ることである。このアプローチは、殺虫剤がアグロテロリストと戦うための最も可能性が高く強力なツールであるという考えに基づいている。殺虫剤耐性は、影響を受けやすい国が利用できる唯一の迅速な対策兵器を本質的に無力化するものである。この観点から、標的地域に生息するいくつかの昆虫種は、殺虫剤耐性と幅広い殺生物剤に対する交差耐性を示し、経済的に最も重要な農業害虫の一部に進化しているため、生物兵器としての役割にも適している。在来種の害虫がアグロテロリズムの目的で有用性を増すのは、その発見が通常とは異なるものとみなされないため、生物兵器として認識されない可能性があることである。

簡単な確認

昆虫がテロに使われる生物兵器として有用なのはなぜか?

ブラッドハウンドとしての昆虫スニッファーシステム

昆虫はもともと環境中の化学物質を感知する能力に長けている。生きた動物だけでなく、花や腐敗した死骸など、あらゆるものから発する匂いを頼りに、餌を探す。また、異性の匂いを嗅ぐことで仲間を探す。巣や住処の化学的な特徴も、昆虫版グーグルマップのように、家路のナビゲートに利用される。実際、昆虫が環境内で相互作用し、コミュニケーションするための基本的なメカニズムは、情報が同種のものと同種であるかにかかわらず、化学的知覚である。

環境中の化学物質を検出するためには、ほぼすべての昆虫に特徴的な鋭い嗅覚システムが必要である。昆虫の嗅覚は他のどの動物よりも優れているだけでなく、化学物質を感知する感覚毛も昆虫の体を覆っている。ちょっと大げさかもしれないが、昆虫は文字通り感覚受容体で覆われているわけではない。しかし、触角、口先、脚、足先、頭と胸部の間など、体のあちこちに数百から数千の感覚器がある。体内のあらゆる場所から匂いを嗅ぐことができるのだ!この鋭い嗅覚と、ある種の昆虫を訓練してタスクを遂行させる能力を組み合わせると、スニッファーシステムが完成する。スニッファーシステムとは?昆虫や動物でいえば、匂いを嗅ぎ分けるための生き物である。この生き物に何らかの追跡装置を装着することで、放たれた動物の動きを追跡し、目的の匂いを探し出すことができるようになる。また、昆虫の中には、バイオセンサーや捕獲器など、化学物質の検知に役立つものも少なくない。この時点で、私たちは答えよりも多くの疑問を生み出してしまったようだ。そこで次は、スニッファーシステムとバイオセンサーについて、特に国家安全保障に関連する使い方を考えてみる。

嗅覚センサーとしての可能性は、脊椎動物や無脊椎動物を含むいくつかの動物モデルで検証されている。つまり、何を検知する必要があるかが、嗅覚センサーの選択に直接影響する。例えば、イヌは非常に敏感で鋭い嗅覚を持っているので、臭気物質やガスの検知から森林地帯で行方不明者を追跡したり、建物の火災に加速器が使用されたかどうかを判断するのに適している。また、少し後で述べるように、多くの昆虫もそうであるように、臭いを感知するための訓練にも優れた能力を持っている。しかし、犬を使うには限界がある。イヌは維持費がかかる、訓練に時間がかかる、使用できる期間や条件が限られている(高温多湿や降水量が多いときは性能が落ちる)、訓練後もハンドラーが必要、他の感覚刺激で作業が中断する、貴重な犬を送り込むには危険すぎる場所がある、などである。特に地雷のような不発弾の捜索では、後者が顕著である。そこで、脊椎動物系が抱える問題を解決するために、昆虫を使った嗅覚探索システムが検討されている。

なぜ、犬よりも昆虫の方が優れているのか?昆虫とイヌの違いは、「より良い」という表現が適切ではないかもしれない。昆虫は、その生活史的特徴の違いから、他の生物ではできないような使い方ができる。例えば、昆虫は犬の何分の一かの時間で訓練することができる。例えばミツバチは、不発弾の臭いと食べ物を結びつける訓練を数分から数時間で行うことができる。また、何千もの個体を同時に訓練することができ、全体的なコストは脊椎動物を使用する場合のコストに比べればごくわずかなものである。そして、最も重要なのは、陸上生物では不可能な危険な地域に飛翔する昆虫を送り込むことができることである。さらに、飛翔するバイオセンサーに光学機器やGPSを搭載すれば、その動きを監視し、行動の変化を検出することができる。後者は何を意味するのだろうか。

行動監視の重要性を説明するために、再びミツバチを使おう。ミツバチは、地雷や爆発していない爆薬から放出される揮発性化合物(TNT、TATP、4-DNTなど)を検出するように調教することができる。自由行動系として標的地域に放たれると、ハチは通常の採餌行動を開始する(図 16.11)。飛行中に実験室での条件付けに使用した臭気物質に出会うと、飛行パターンが一瞬停止するか、あるいは一時的に停止する。肉眼で見る限り、あるいは人間の侵入がない場所では、この現象は発見されない。しかし、ミツバチの背中(背面)に取り付けられた光学センサーによって電気信号が発生し、その変化を記録して、調査チームがいる場所のトランスポンダーに送信する。送信される情報には、不発弾の現場と推定されるハチの位置のGPS座標も含まれている。このように、歩く動物には危険な場所に、昆虫が入り込むことができる。また、このシステムは瞬時にフィードバックされるため、疑わしい人間や他の動物に遭遇する前に、すぐにその場所を調べ、必要であれば弾薬を除去することができる。

バグバイト

ミツバチが爆発物を発見

これまで、昆虫の条件付けや訓練について述べていた。昆虫を「調教」するとは、いったいどういうことなのだろうか。昆虫を訓練する方法には、一般的に2つの方法がある。一つはオペラント条件づけで、特定の行動に対して報酬(正の強化子)または罰(負の強化子)を与える方法である。酢酸アミル(バナナの弱いにおい)のようなにおいを電気ショックに関連付けるよう訓練することができる。ベンズアルデヒド(サクランボの匂い)のような異なる匂いを嗅がせても、罰は当たらない。十分な条件付けの後、幼虫が両方の臭いに同時にさらされると、負の強化に関係しない方に移動する。イヌのトレーニングは通常、正の強化を介したオペラント条件付けに依存している。

図16 11. バイオセンサーの基本設計は、昆虫などの生物全体、細胞、細胞産物(酵素、抗体)を電気変換器と統合し、目的のサンプルに触れたときに出力信号が生成されるようにすることである

組み合わせは無限大で、さまざまな生物試料を検査することができる。写真は、米国食品医薬品局(http://bit.ly/206Xhlr)。

第二のトレーニングは、古典的条件付けまたはパブロフ型条件付けである。基本的な原理は、無条件刺激(劇的な行動反応を引き起こさない刺激)を、行動に大きな変化をもたらす条件刺激と併用することである。このような条件付けは、前述のように、ミツバチに軍需品を探すように仕向けるために使用される。ミツバチは、餌(無条件刺激)と不発弾から通常放出される揮発性化学物質(条件刺激)を関連付けるよう訓練される。訓練が終わると、個体は自然環境に放たれ、餌と関連付けるように条件付けされた臭いを探し求める。この場合も、訓練された探索者に追跡装置をつけることで、潜在的な興味ある場所を発見することができる。

ある種の昆虫、すなわち社会性ヒメオドリコソウは、自由に移動したり歩き回ったりするスニッファーシステムのタスクに特に適している。社会性ヒメバチ類は、幅広い化学感覚受容体を備え、高度に洗練された化学コミュニケーションシステムを有している。また、短期および長期の記憶を持ち、他の多くの種よりも長寿である。そのため、ミツバチやスズメバチは(他の昆虫と比較して)長期間にわたって訓練を保持することができ、嗅覚システムの開発への投資を価値あるものにすることができる。また、性決定にはハプロ・二倍体メカニズム(第9章で取り上げたアーヘノトーキーの考え方)を採用しているため、コロニー内のほぼすべての個体が雌であり、実質的に互いのクローンとなる。そのため、ある匂い物質に対して理想的な訓練条件が整えば、その巣のどの個体に対しても、基本的にその訓練方法は通用するはずだ。

昆虫は他にも、寄生蜂やミバエ、蛾なども嗅覚系として利用されており、その役割は爆発物の検知にとどまらない。埋葬された遺体や隠された遺体の位置を特定するために、遺体から発生する揮発性有機化合物に着目して開発されたものもある。また、生体センサー(バイオセンサー)として、特に空港などの建物内で武器や爆発物、違法薬物の検知に使用されているものもある。バイオセンサーは、生物または生物材料を物理化学的検出器(または伝達システム)に統合した分析装置である。その目的は、生物またはその生成物の生物学的特性を利用して、化学物質の存在など特定の環境の特徴を測定することである。空港で飛翔する昆虫を放ち、薬物の入った手荷物を追いかけるということだろうか?いいえ、昆虫は装置に拘束されているので、目的の匂い物質が検出されれば、すぐに行動反応を観察することができる。昆虫全体が使われないこともある。その代わりに、特定の化学物質の臭いを感知するように改造された分離細胞が、建物内のさまざまな場所に設置された箱の中に入っている。目的の化学物質が検出されると、細胞は電気信号を発生し、脅威の可能性があることを関係者に知らせ、適切な行動をとることができる。バイオセンサーを使用することで、昆虫が匂いを認識するためにメンテナンスや調整をする必要がないという利点があることは明らかだ。一方、大きな欠点は、分離した細胞を実験室の外で維持することが非常に困難であるため、試験管内試験バイオセンサーの機能性が短期間で終わってしまうことである。

昆虫を使った化学物質検出の最もシンプルな方法は、化学物質のトラッピングである。このプロセスはほとんど受動的である。昆虫を目的の場所に放ち、一定期間採餌した後に捕獲し、体内に閉じ込められた化学物質を分析する。この技術は、昆虫が生物や非生物に接触した際に、化学物質が体に付着することを利用している。また、体を覆う毛が静電気を帯びることで、花粉や汚染物質、化学物質などの一般的な粒子を捕捉しやすくなる場合もある。国家安全保障の分野では、薬物、爆発物、生物・化学兵器に関連する化学物質の監視に役立っている。例えば、ミツバチは、餌を探すというミツバチ本来の性質を活かして、このような用途に使われている。ミツバチは放す前に追跡装置を装着し、バーコードのスタンプを押す(文字通りではない)。巣に戻ったミツバチは、採餌者の体に付着した化学的な痕跡を評価する検出システムを通過する必要がある。もし目的の化学物質が検出されれば、バーコードのスキャンによって特定のハチの身元が判明し、そのハチの日々の移動が追跡できるようになる。そうすれば、化学物質の脅威の原因を突き止めることができる。臭気物質検出のほとんどの例からわかるように、ミツバチは国家安全保障に大きな役割を担っている。おそらく、秘密工作やスパイ活動への参加は、ミツバチのコロニー崩壊の本当の原因なのだろう。

バグバイト

エアフォースのバグボット

www.youtube.com/watch?v=z78mgfKprdg

昆虫のスパイ活動: サイボーグと監視

現実はフィクションよりはるかに興味をそそることがある。例えば、スパイ映画。スパイ活動や秘密工作を描いた映画で描かれるテクノロジーは、若干の科学的な要素を含みつつも、そのほとんどがフィクションの世界に飛び込んでいる。アクション満載のエンターテインメントに仕上がっているが、結局のところ、観客はそれが現実のものではないことを知っている。では、サイボーグの昆虫を使った秘密諜報活動や、神経回路を持つ標本を使って、人間が遠隔操作するというアイデアはどうだろう。これらの例も、単なるSFなのだろうか?そうではない!サイボーグ昆虫は、組織犯罪や過激派組織を対象とした監視活動、捜索・救助活動、爆発物や危険物(生物兵器の製造に使われるようなもの)の探知などに、長年にわたって利用されてきたのである発見されないようにするため、小型のロボットはMAVまたはMLVと呼ばれ、飛行または歩行する昆虫のように見えるように設計されている。この効果を得るために、マイクロスパイは中型から大型の昆虫とほぼ同じ大きさになっている。この大きさであれば、音声や映像の監視装置も装着でき、調査チームに瞬時にフィードバックすることが可能である。もちろん、このような高度な技術には高価な価格がつきものであり、これがサイボーグ技術を使う上での大きな制約のひとつとなっている。また、MAVやMLVの場合、外部電源がないため、連続稼働が難しいという欠点もある。このような制約を解消するために、生きた昆虫を利用することが考えられる。

昆虫をスパイとして利用する場合、昆虫の体に直接監視装置を取り付けるという方法がとられていた。しかし、昆虫の種類によっては、その重量が6本足のスパイに負担をかけるため、実用的ではなかった。もちろん、技術の進歩により、より小型でより多くのことができるデバイスが登場している。スマートフォンは、10年前の携帯電話に比べれば、数分の一の大きさしかない。しかも、その携帯電話は電話としての機能しか持っていない。つまり、機器の大きさの問題は、近いうちに是正される可能性が高い(図16.12)。とはいえ、すでに一つの解決策として、翼に取り付ける圧電発電機が開発されている。この発電機は、昆虫が筋肉を動かすなどの有酸素運動で放出する熱エネルギーを取り込み、電気出力という形で飛行筋肉に戻す。その結果、飛行エネルギーが増加し、昆虫の監視飛行の時間延長や、搭載可能なペイロードの増加が期待できる。この技術はまだ開発段階だが、少なくとも1種の甲虫でテストに成功している。

図16 12. 非陸上回線の始まりから〜2006年までの携帯電話または携帯電話の進化

それ以降、携帯電話はノートパソコンやカメラの機能の多くを担うようになり、「大きいことは良いことだ」という方向に向かっている。携帯電話技術の向上は、監視のための昆虫追跡装置のコンセプトをより現実的なものにしている。写真:Anders、http://bit.ly/1IgKcLy。

エネルギー回収型発電機では物足りないという人は、昆虫の神経細胞に生体回路を埋め込むというのはどうだろう。まるでSFテレビのような話だが、実はかなり現実的な話だ。実際、すでに複数の昆虫種で実現されている。顕微鏡を使えば、どんな大きさの昆虫でも比較的簡単にマイクロディセクションができる。また、昆虫には前頭神経節から他の組織を支配する少数の神経細胞があり、移植した神経回路で中枢運動プログラムに関連するメッセージを傍受し、操作することは容易である。中枢運動プログラムは、脚や翅のような付属器の動きを制御する。昆虫をスパイとして使うにはどうしたらいいのだろう?いい質問だ!このような技術が開発された理由は、昆虫の動きを操作できるようにするためだ。想像するに、ハイテクな監視装置をつけた昆虫を信用することの弱点は、昆虫が戻ってこないかもしれないことである。しかし、腹神経索とそれに付随する神経節に神経回路を埋め込むことで、脚や翼の動きを遠隔操作することができるようになった。これにより、スパイ活動や監視活動を終えた昆虫を回収できるだけでなく、スパイが必要な場所に的確に移動できるようになる。制御可能な昆虫を利用した監視技術の用途は、無限大に広がっている。

虫バイト

遠隔操作可能なゴキブリ

昆虫のための昆虫:昆虫学的対テロリズム

国家安全保障における昆虫の役割の中で見落とされているのが、昆虫学的テロ対策である。いわば、昆虫のための昆虫である。昆虫学的カウンターテロリズムは理論的なものであるため、この議論は昆虫が実際にどのように使用されるかに焦点を当てたものではなく、より概念的なものである。とはいえ、農業上重要な昆虫に対処するために使用される害虫管理の概念に基づくものである。特に、天敵を利用して害虫の個体数を減らすことは、アグロテロ対策として大きな可能性を持っている。

例えば、本章で紹介した感受性の高い単一栽培作物の一つに対して、昆虫学的な攻撃が行われたとしよう。例えば、トウモロコシが主要害虫の標的にされたとしよう。昆虫兵器が検出され、一般的な殺生物剤に感受性があれば、いくつかの対応が可能である。通常の農作業で発生した害虫であれば、天敵を利用することも考えられる。その中でも特に重要なのが昆虫の寄生虫で、最も一般的なのは寄生バチの形をしている。寄生虫は、獲物を狙う捕食者よりも宿主の範囲を選択しやすく、その結果、宿主の位置を特定するのがかなりうまい。つまり、寄生蜂はアグロテロリズムを引き起こす病原体の居場所を特定するのに適している。導入された害虫の影響に対抗するためには、どのような価値があるのだろうか?1)寄生バチが宿主に寄生することで、害虫の個体数を減少させることができる。後者は可能なのだろうか?寄生蜂の多くは非常に小さいので、確かにこれは難しいことである。実際、寄生するヒメスズメバチの大半は、成虫になっても体長2ミリメートル以下である。しかし、少なくとも1匹のスズメバチ、Microplitis croceipes (Hymenoptera: Braconidae) は、追跡装置を備えた嗅覚システムとしてうまく訓練されている。

昆虫寄生虫の利用には、確かに限界がある。例えば、特定の害虫に寄生するものの、害虫の個体数を即座に減らすことはできない(例えば、寄生された種の中には数日間食べ続けるものもある)。また、寄生虫は「防除」ではなく、害虫の数を10%~30%減少させる「減殺」を行う。この数字は低く見えるかもしれないが、潜在的な害虫を経済的被害を受けるレベルまで減少させるには十分すぎる数字である。しかし、アグロテロリズムに直面した場合、特に害虫を導入するために氾濫流が使用された場合、より劇的な減少が必要となる。特に重要なのは、アグロテロに使われる外来種や侵略種には天敵が存在しないことである。このため、殺虫剤耐性を持つ外来種が非常に効果的な昆虫兵器となる可能性がある。このような場合、即座に防除することができないため、作物の害虫がそのまま繁殖することになる。

自家製昆虫兵器

テロ行為を行うのは、遠く離れた土地に住む過激派グループだけだ。テロリズムの起源は中東やアフリカの一部だと思い込むことで、私たちはある程度安心できる。なぜなら、そのような場所にはいくつかのテロ組織があることが知られているからだ。また、昆虫を戦争やテロに利用することについて議論した際にも、米国人以外の人が昆虫を武器にするイメージを持たれたのではないだろうか。これもまた、ある程度は理解できる。しかし、現実には、米国は昆虫の形をした生物兵器の開発において、大きな役割を担ってきたのである。いつから?答えはまったく定かではないが、おそらくアメリカの南北戦争(1861〜1865)以来だろう。南軍は、北軍が農業を混乱させる目的で、ハーレクイン・バグ(Murgantia histrionica、半翅目:Pentatomidae)を南部に放ったと非難した。この虫は様々な食用作物を襲い、戦争中は換金作物や南部各州の食料供給に大打撃を与えた。この害虫が北方からではなく、メキシコ経由でやってきた可能性が高いが、この害虫が北軍に助けられたかどうかは定かでない。この例からわかることは、19世紀半ばには、昆虫を兵器として利用するという考え方がアメリカでも定着していたということである。第一次世界大戦後、生物兵器に対する懸念の高まりを阻止するため、1925年にジュネーブ議定書(正しくは「窒息性ガス、毒性ガスその他のガスの戦争における使用および細菌学的戦法の禁止に関する議定書」)が世界のほとんどの列強によって批准された。

興味深いことに、ジュネーブ議定書の起草者には歴史的な事例が数多くあるにもかかわらず、昆虫は兵器の脅威として認識されなかった。米国がこの条約を批准したのは1975年で、当時は孤立主義を貫いていたためだ。ジュネーブ議定書が発効してからアメリカが批准するまでの間に、アメリカは昆虫を利用した生物兵器の開発に積極的に取り組むようになった。第二次世界大戦が始まると、他国、特に日本に対抗するために生物兵器の開発は必要不可欠とされた。ルーズベルト大統領は、米国は化学兵器や生物兵器で攻勢に出ることはないが、そのような兵器が自国に配備された場合は報復することを宣言した。1942年までに、米国では3つの施設が生物兵器の研究に専念することになった。これらの研究プログラムの中で最も著名なのは、メリーランド州フレデリックのフォートデトリックに本部を置く研究プログラムであった。ここで昆虫学的兵器の開発は、おそらく世界で最も進んだレベルに達した。米国は、ペスト(ノミ)、チフス(シラミ)、黄熱病(蚊)、デング熱(蚊)、リフトバレー熱(蚊)、チクングニア熱(蚊)などの昆虫媒介性疾患を含む、いくつかの人間や家畜の病気を兵器化する可能性を探った。

この施設では、媒介昆虫を大量に飼育するためのプロトコルの開発、これらの昆虫の感染力を最大限に引き出すこと、感染した昆虫を対象となる敵の集団に届けるための配送システムの設計にも力を入れた。さらに、感染していない昆虫を使った「虫」爆弾の運搬システムの実地試験も米国の一部で行われた。このような取り組みには、「ビッグ・イッチ作戦」(オリエンタル・ラット・ノミの放出)、「ビッグ・バズ作戦」「メイ・デー作戦」「ドロップ・キック作戦」といった印象的な名称があり、いずれもジョージア州とフロリダ州で数十万匹の生きた蚊の試験放出が行われている。もし、上空で何が起きているのかを少しでも知っていれば、これらの南部の州の市民は、血を吸う蚊のモルモットとして使われることに大喜びしたに違いない。1950年代末には、米国は最高レベルの生物兵器戦争に取り組む準備を整えており、昆虫は明らかに軍事戦略に不可欠な要素となっていた。

米国の生物兵器は、人間の病気だけに特化したものではなかった。農業用として重要な薬剤もいくつか開発された。ここでも昆虫は、植物病害(さび病、いもち病など)の機械的媒介として、また作物体系を直接攻撃するために使用されるなど、これらのキャンペーンにおける潜在的役割を検討された。最も重要な農作物への攻撃は、コロラド・ポテト・ビートル、Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae)であった。1940年代後半には、この汎用の甲虫はすでに殺虫剤耐性の兆候を示しており、いくつかの作物に対する猛攻撃を遅らせることは困難なことであった。米国が軍事作戦で実際に農業用兵器や病媒体を使用したことを示す直接的な証拠はない。とはいえ、第二次世界大戦、朝鮮戦争、ベトナム戦争で敵が告発したことは確かだ。米国の生物兵器プログラムに関連する軍事文書の大半は、現時点では機密扱いのままであり、一般に公開されることはないだろう。その結果、昆虫兵器開発へのこの国の関与の正確な性質は、永遠に秘密のままかもしれない。しかし、言えることは、生物兵器の兵器庫は敵だけに限定されているわけではないということだ。私たちの多くが想像しているよりもずっと身近なところで、いくつかの兵器が自国内で開発されてきたのだ!

昆虫学的カウンターテロは、病気を伝染させたり、人間を直接攻撃したりする昆虫には適さないことは、アグロテロリズムで明らかになった制限から明らかだろう。寄生蜂のような昆虫は、人命の保護に使用できるほど迅速に活動できず、害虫の数を大幅に減少させることができない。

CHAPTER REVIEW

昆虫学的兵器の歴史的視点 ■現代の戦争は、実際にはどんなプロトコルにも適合していない。なぜか?なぜなら、参加者は国家そのものではないからだ。過激な宗教団体が敵と見なした相手に対して戦争を仕掛けている。彼らの立場からすると、ジュネーブ条約は適用されない。だから、戦争のルールは彼らのものなのだ。これには、軍事作戦の実施方法も含まれる。一般に、従来の戦争戦術や伝統的な武器にはもはや適合していない。生物兵器や昆虫から作られた兵器など、近代的な兵器が使用されている。

6本の脚を持つ兵士は、ほぼすべての古代文明で武器として使用されていた。昆虫は当初、強力な毒を持つものが選ばれていた。当初、昆虫は強力な毒を持つものとして選ばれ、その毒を矢や槍の穂先に塗るために使われたケースもあった。さらに、磁器や粘土、セラミックなどで爆弾や手榴弾を作ることも行われた。要塞や塹壕の壁、あるいは地面に強くぶつかると、爆弾は爆発し、中身が放出される。その時、爆弾の住人たちは、怒りとまではいかなくても、かなり興奮しており、好き勝手に刺したり噛んだりしていたことが想像される。

昆虫の存在は、さまざまな不合理な行動を引き起こし、しばしば妄想的寄生と呼ばれる状態になる。このように、昆虫が人間の行動に及ぼす強力な作用は、歴史上、尋問の方法として操作されてきた。つまり、昆虫は拷問技術に使われてきたのである。最もよく知られているのは、アメリカの西部劇の名作に登場する、アメリカ先住民の土地に侵入した入植者や兵士を、蟻塚の近くに首まで埋めて罰するというものだ。その際、アリやお腹を空かせた生き物を確実に引き寄せるために、砂糖入りの混合物を露出した皮膚に塗布することがよくあった。また、単に威嚇や尋問を目的とする場合は、攻撃的なアリの近くや蚊の多い場所で、裸で木や柱に縛られることもあった。数回噛まれるだけで、必要な情報を聞き出すには十分すぎるほどだ。さらに極悪非道な拷問方法として、捕虜を裸でイカダに縛り付け、ミルクと蜂蜜を強制的に飲ませるというものがあった。その結果、便秘になり、肛門が漏れるようになる。この液体はハエを引き寄せ、そのハエは肛門の近くに産卵する。ハエの幼虫を食べる苦痛に耐えられなくなった囚人は、捕虜が知りたがっていることを何でも話してしまうのだ。また、現在のウズベキスタンにあるジンドン刑務所の悪名高いブハラ虫穴も囚人への拷問に使われた。囚人はロープで穴に降ろされ、看守がサソリ、ネズミ、ヒツジダニ、昆虫などを上からかけるのだ。この特別な目的のために選ばれた昆虫は、実は暗殺虫の一種で、唾液毒を分泌して獲物に注入するものだった。唾液毒には、昆虫と同様に人間の組織にも作用する強力な消化酵素がいくつか含まれており、筋肉や軟部組織を化学的に消化する効果があったのである。

昆虫兵器の使用は、この2世紀の間にも続いている。中世の戦いから世界大戦、最近では朝鮮戦争やベトナム戦争に至るまで、戦争に昆虫が使われた例は数多くある。現代の昆虫兵器の使用には、2つの共通点がある。一つは、戦争には大勢の兵士が集まるが、その際、大量の人間が密着し、ストレスを受け、栄養失調になるため、昆虫が媒介する病気にかかりやすくなることである。第二次世界大戦以前のすべての軍事作戦において、病気を媒介するいくつかの昆虫がこのような条件を利用し、大量の兵士に感染した。昆虫が致命的な病原体を保有しているという事実は、見逃されることはなかった。昆虫が病気を媒介すること、昆虫全体が比較的操作しやすいこと、これが第二の糸である。

マラリア、黄熱病、デング熱、ペストなどの強力な病気の媒介者や、重要な食用作物に壊滅的な打撃を与えるような病原体を大量に飼育し、狙った敵地に意図的に放つという新しいタイプの兵器がすぐに登場した。最も極端な例は、第二次世界大戦中に日本帝国陸軍が秘密裏に行った化学・生物戦の研究開発であろう。日本の部隊の目標は、生きたノミを敵の標的に効果的に送り込む方法を開発することだった。したがって、中国の村や捕虜を被験者とした爆弾開発では、激しい実験が始まった。この施設が稼働した6年間で、25万人近い男性、女性、子供たち(ほとんどが中国人、韓国人、モンゴル人)が、生物兵器開発における日本の人体実験の段階で死亡した。第二次世界大戦中、化学兵器や生物兵器の開発に携わったのは日本だけではなかったことに注目する必要がある。

生物兵器は、過激派集団や国家が、他の国や組織、団体を標的にするために、生物およびその製品を使用するものである。従来、生物兵器は、細菌、ウイルス、原虫などの微生物や、ヒトや他の動物に特異的に病気を誘発する病原体に限定して、より狭い定義で使用されてきた。生物兵器の議論では見過ごされがちだが、6本の足を持つ動物は戦争やテロ行為に利用できる大きな可能性を秘めている。先に述べたように、昆虫学的兵器には歴史的な前例があることは明らかだ。しかし、昆虫学的兵器、特に昆虫学的テロリズムや昆虫テロリズムの形態は、微生物兵器の限界を克服し、実際に幅広い標的を提供する。生物兵器の開発という点では、数千匹の昆虫を比較的小さなスペースで病原性微生物と比較して安価かつ迅速に飼育することができ、高度な飼育施設や封じ込め施設を必要としない。

昆虫兵器は、幅広いターゲットに対応することができる。昆虫兵器は、昆虫テロリズムにおいて、人間や他の動物の集団を直接標的としたり、動物や植物を標的とする病気の媒介となったり、食糧生産や農業経済に影響を与えるために使用または操作することができる。昆虫兵器は病気の感染に限らず、病気の蔓延、食糧供給の減少、経済の弱体化を通じて、実際にインフラに課税することができるという点である。

昆虫兵器による直接攻撃や襲撃は、使用される昆虫が噛んだり、刺したり、有害または有毒な分泌物を出すことを意味する。昆虫の攻撃的な行動や、昆虫が作り出す毒素が、標的とする人々に恐怖と大混乱をもたらすのである。前近代の戦争で使われた蜂爆弾や、蟻を使った拷問術は、今日の昆虫兵器の先駆けである。このような方法で使用される最も効果的な昆虫は、社会性のあるヒメバチ類や真正虫で、人間や他の動物に注射すると、非常に痛く、長く続く効果をもたらす無差別毒素や毒を生成する傾向がある。痛みは、細胞膜の溶解やヒスタミン放出による炎症から生じることが多い。

昆虫を病気の媒介として利用することは、病原性微生物から生物兵器を開発することと本質的に同じだ。ただし、昆虫を効果的なデリバリーシステムとし、標的を人間だけでなく、家畜や農作物などより広範囲にする点が異なる。しかし、昆虫ベクターはその欠点も克服している。蚊は、昆虫を病気の媒介として利用することの効率性を示す優れた例だ。

昆虫が国家の安全保障に与える最大の脅威は、おそらく農業に関連するものである。昆虫は、農作物や家畜、貯蔵食品などの害虫として機能してきた長い歴史がある。そのため、偶発的あるいは日和見的な農業害虫から、戦争やテロの武器として意図的に放たれるようになるのは、ほんの一歩である。この点で、昆虫の多くの種はアグロテロリズムのエージェントとして適している。アグロテロは、動物や植物の病原体や害虫を意図的に持ち込むことで、作物栽培システムや家畜、収穫後に保管されている食料を直接狙うものである。

昆虫を血祭りにあげる: 昆虫はもともと環境中の化学物質を感知する能力に長けている。生きた動物だけでなく、花や腐敗した死骸など、あらゆるものから発する匂いを頼りに、餌を探す。昆虫の嗅覚は他のどの動物よりも優れているだけでなく、昆虫は体のあちこちに数百から数千の感覚受容体を備えている。この嗅覚の鋭さと、ある種の昆虫が訓練されたタスクをこなす能力を組み合わせると、嗅覚システムの完成である。昆虫や動物でいえば、匂いを嗅ぎ分ける生き物のようなものである。この動物に何らかの追跡装置を装備すれば、目的の匂いを探すために放たれた動物の動きを追跡することができるようになる。

昆虫は、犬のように短時間で訓練することができる。例えばミツバチは、不発弾の匂いと食べ物を結びつける訓練を数分から数時間で行うことができる。また、何千もの個体を同時に訓練することができ、全体的なコストは脊椎動物を使用する場合のコストに比べればごくわずかなものである。また、陸上の生物では不可能な危険な地域にも、空飛ぶ昆虫なら送り込むことができる。

ある種の昆虫、すなわち社会性のあるヒメバチ類は、自由に動き回るスニファー・システムのタスクに特に適している。ある種の昆虫、すなわち社会性膜翅目は、自由に移動したり歩き回ったりする嗅覚システムに特に適している。また、短期および長期の記憶を持ち、他の多くの種よりも長寿である。そのため、ミツバチやスズメバチは長期間にわたって学習内容を保持することができ、スニッファーシステムを開発するための投資に見合うだけの価値がある。

昆虫の中には、武器や爆発物、違法薬物を検知するための生体センサー(バイオセンサー)として、特に空港などの建物内で使用されているものがある。バイオセンサーとは、生物または生物材料を物理化学的検出器に組み込んだ分析装置である。その目的は、生物またはその生成物の生物学的特性を利用して、化学物質の存在など、特定の環境の特徴を測定することである。目的の匂い物質が検出された場合、すぐに行動反応を観察できるように、昆虫は装置に拘束される。場合によっては、昆虫全体を使用することもない。その代わりに、特定の化学物質の臭いを感知するように改良された分離細胞を、建物内のさまざまな場所に設置された箱の中に入れておくのである。目的の化学物質が検出されると、細胞は電気信号を発生し、脅威の可能性があることを関係者に知らせ、適切な行動を取ることができる。

昆虫を使った化学物質検出の最もシンプルな方法は、化学物質トラップである。この方法は、ほとんど受動的なものである。昆虫を目的の場所に放ち、一定期間採餌した後、捕獲し、体内に閉じ込められた化学物質を分析する。この技術は、昆虫が生き物や非生物に出会ったときに、化学物質が体に付着したり、こびりついたりすることを利用している。また、体を覆う毛が静電気を帯びることで、花粉や汚染物質、化学物質などの一般的な粒子を捕捉しやすくなる場合もある。国家安全保障の分野では、薬物、爆発物、生物・化学兵器に関連する化学物質のモニタリングに役立っている。

昆虫のスパイ活動: サイボーグと監視 ■サイボーグ昆虫は、組織犯罪や過激派組織を対象とした監視活動、捜索・救助活動、爆発物や危険物の探知活動などに長年使用されていた。マイクロエアビークルやランドビークルと呼ばれる小型のロボットは、発見されないように、飛ぶ昆虫や歩く昆虫のように見えるように設計されている。このため、マイクロスパイは中型から大型の昆虫程度の大きさになっている。この大きさならハイテクな音声・映像監視装置を取り付けることができ、調査チームに瞬時にフィードバックすることができる。もちろん、このような高度な技術には高価な価格がつきものであり、これがサイボーグ技術を使う上での大きな制約のひとつとなっている。また、MAVやMLVの場合、外部電源がないため、連続稼働が難しいという欠点もある。

サイボーグの限界に対する自然な解決策は、生きた昆虫を使うことである。昆虫をスパイとして利用する場合、昆虫の体に直接監視装置を取り付けるという方法がとられていた。しかし、この方法は、6本足のスパイに負担をかけるため、ほとんどの種類の昆虫では実用的ではない。機器の大きさの問題は、近いうちに解決されるだろう。そこで、すでに開発されているのが、翅に取り付けた圧電発電機だ。この発電機は、昆虫が筋肉を動かすなどの有酸素運動で放出する熱エネルギーを取り込み、電気出力という形で飛行筋肉に戻す。その結果、飛行エネルギーが増加し、昆虫の監視飛行の時間延長や、搭載可能なペイロードの増加が期待できる。

生体回路や神経回路を用いることで、人間が昆虫の動きを操作することができる。腹神経索と関連する神経節に神経回路を埋め込むことで、脚や翼の動きを遠隔操作することができる。腹神経の回路と神経節を埋め込むことで、脚や羽の動きを遠隔操作することができる。これにより、スパイ活動や監視活動が終わった後に昆虫を回収できるだけでなく、スパイが必要な場所に正確に移動できるようになる。

昆虫のための昆虫:昆虫学的テロ対策 ■国家安全保障における昆虫の役割の中で見過ごされているのが、昆虫学的テロ対策である。昆虫学的テロ対策は理論的なものであるため、昆虫が実際にどのように使用されるかに焦点を当てた議論ではなく、より概念的な議論である。とはいえ、農業上重要な昆虫に対処するために使用される害虫管理の概念に基づくものである。特に、天敵を利用して害虫の個体数を減らすことは、アグロテロ対策として大きな可能性を持っている。

天敵を利用することも検討の余地がある。天敵を利用する方法として、昆虫の寄生虫、特に寄生バチが重要である。寄生虫は、獲物を求める捕食者よりも宿主の範囲を選択することができ、その結果、宿主の位置を特定することに長けている。つまり、寄生蜂はアグロテロリズムを引き起こす病原体の居場所を特定するのに適した選択と言えるだろう。寄生蜂を昆虫学的なテロ対策に利用すれば、宿主に寄生して害虫を減らすことができ、また、スズメバチに追跡装置を搭載すれば、テロ工作員の正確な位置を明らかにすることができ、より侵襲的な対策を講じることができる。

特に重要な限界は、アグロテロに使用される外来種や侵略種には天敵が存在しないことである。また、昆虫学的なテロ対策は、病気を伝染させる昆虫や人間を直接襲う昆虫には適していない。

キノコ栽培(セルフテスト)

レベル1:知識/理解

次の用語を定義する:

  • (a) スニファー・システム
  • (b) バイオセンサー
  • (c) エントテロリズム
  • (d) 接種リリース
  • (e) 昆虫学的カウンターテロリズム
  • (f) マイクロエアビークル

生物兵器として使用することが望ましい昆虫の生物学的特性には、どのようなものがあるだろうか?

スニッファーシステム、バイオセンサー、化学トラッピングの違いは何か?

昆虫が戦争、拷問、恐怖の武器として歴史的に使用されてきた方法を説明する。

現代のテロリズムに昆虫がどのように利用されるのか、例を挙げて説明しなさい。

昆虫を監視に利用することの利点と欠点は何か?

レベル2:応用・分析

ミツバチのような昆虫が、イヌよりも臭気物質の検出に適していることを説明し、どのような状況下で使用されるかを説明する。

1925年のジュネーブ議定書は、化学兵器や生物兵器の開発・使用を禁止した。この条約がこの望ましい目標を達成するために機能した、あるいは機能しなかったという証拠はあるのだろうか?

米国を標的としたアグロテロに最適な昆虫兵器を製造する仕事を任された場合、昆虫兵器のどのような生物学的特徴を選択するべきか?

レベル 3: 合成/評価

ハチやスズメバチのような昆虫を、隠された人間の死体の臭気検出の役割のために訓練するために必要な手順を説明しなさい。

また、有性生殖に頼る昆虫よりも、単為生殖に頼る昆虫の方がオペラント条件付けに有用であることを説明しなさい。

aベレンバウム博士によるジェフリー・ロックウッド著『6本足の兵士』(2009)の書評から、気になる部分を抜粋。

b特に、性別による差別をしたことのない軍隊があることや、アメリカ建国以来、重要な戦闘で女性が重要な役割を担ってきたことを考えると、例外はたくさんある。

cジュネーブ条約とは、戦時中の捕虜や負傷者の扱いに関する人道的基準を定めた4つの条約と3つの議定書を指す。1864年に制定され、その後、民間人の扱いや、化学的・生物学的な兵器の禁止など、さまざまな改正が行われている。ジュネーブ条約と各条約の詳細は、http://bit.ly/1Fnl5Ih。

d ジェフリー・ロックウッド(2009)による現代の昆虫学的兵器の説明の言い換えである。

e日本は第二次世界大戦中に生物兵器を開発したが、技術的には実際の軍事作戦で使用したわけではないし、他の国も非難されているが、使用したことを証明する証拠はない。

fGoogle Mapsは、スマートフォン、タブレット、コンピュータで、ある場所から別の場所への移動のための道順を取得したり、特定の目的地の地図を単に視覚化したりするための多くのアプリの1つである。

第17章 侵略的でとらえどころのない人類を脅かす新たな昆虫たち

生息地の破壊による絶滅は、自動車事故死のようなもので、目に見えやすく診断もしやすい。外来種の侵入による絶滅は、病気による死のようなもので、緩やかで陰湿であり、診断には科学的な方法が必要である。

エドワード・O・ウィルソン博士(1997)a

ハーバード大学名誉教授・昆虫学名誉学芸員

科学技術が毎日のように進歩しているこの時代に、昆虫が人類を脅かす新たな脅威が発生するということは、いったいどういうことなのだろうか。分子生物学、遺伝子工学、化学操作によって、昆虫の害虫を制御・管理するための、これまで未開拓だった武器が提供されたのである。技術の進歩により、人間だけでなく昆虫の活動も監視できるようになった。そうだろう?そうとも言えない。確かに、私たちは、6本足の隣人にまつわる問題に対処するために、これまで以上に優れた能力を備えている。しかし、生物は静的な存在ではなく、昆虫も他の生物と同じように進化を続けている。つまり、昆虫は適応し、時には徐々に、時には比較的急速に変化する。遺伝的変異が大きく、繁殖速度が速い生物に対しては、かつて害虫の個体数を管理するのに有効であったものが、一夜にして効かなくなることがある。このような生物学的特性に、貿易のグローバル化や長期的な気候変動といった現代の現実が加わると、昆虫に新たな問題が発生する。なぜか?

昆虫は、人工物や自然物に乗ることで有名である。その結果、世界の新しい地域に非固有種、いわゆる侵略種や外来種が持ち込まれることで、以前にはなかった害虫問題が発生する。世界的な貿易の増加に伴い、昆虫が飛散し、問題となる新たな機会が生まれている。また、自然災害による昆虫の侵入の機会も多い。競合する種や天敵は、火災、ハリケーン、竜巻、その他の厳しい気候や自然現象から、昆虫種のように回復しないことが多いからだ。地球温暖化は、動物がどのように反応し、今後どのように反応するかという点では、まったくの未知数である。しかし、昆虫は人間よりも早く適応すると予測するのが安全であろう。いくつかの種が気象パターンの変化を利用して、以前は限られていた害虫の発生機会を最大化したり、比較的穏やかだった地域で害虫の地位を獲得している証拠がすでに存在する。第17章では、人間にとって新たな脅威となる昆虫について、その生態や人間への影響を読み解くだけでなく、害虫の地位を獲得した要因も探っている。また、人間の介入によって、ある種の害虫の状態がどのように加速され、あるいは増強されたのか、そして歴史を繰り返さないために何を学べばよいのかについても論じている。地球温暖化も人為的な介入に含まれ、気候の変化に応じて昆虫の個体数がどのように変化し、それが生態系の機能にとってどのような意味を持つかという観点から考察する。

キーコンセプト
  •   今日、新たな脅威が存在するのか?
  •   昔と同じ話偶発的な導入
  •   人間の干渉による影響偶発的な導入
  •   自然災害後の昆虫の活動
  •   地球温暖化、気候変動と昆虫
どうして今日、新たな脅威が生まれるのだろうか?

私たちが暮らす世界は、ダイナミックで活発に変化している。20年前、10年前とまったく同じ姿の場所は、地球上にはほとんどない。あなたが育った地域も、小学校に入学したころの姿と今ではほとんど変わらないのではないだろうか。私の場合、インディアナ州の田舎町で育ったので、1975年頃は人口4万人強の町だった。数カ月前、家族を訪ねて戻ったところ、人口が爆発的に増えているのを発見した。コーン畑が点在していた町には近所ができ、幹線道路も整備され、ストリップモールやレストラン、ガソリンスタンドなど、都市の発展を支えるあらゆるインフラが整備された。私の幼少期の家は、もはやジョン・メレンキャンプの「アメリカの小さな町へのオマージュ」(http://bit.ly/1wYNUKq)とは似ても似つかぬ姿になってしまった。インディアナ州の田舎町は、全米、いや世界のほとんどの地域の縮図に過ぎない。このような成長が何よりも意味するのは、人類全体の人口の増加だが、「増加」という表現は現実を軽視している。しかし、「増加」という表現は現実を軽視している。むしろ、人類は大規模な人口増加を遂げたと言った方が正しい。

1950年の推定人口が25億人。それがわずか40年で倍増し、20世紀末には60億人の人類が地球を占拠した。世界の一部では、指数関数的な人口増加が起きている。このままでは、21世紀末には80億から120億人に達すると予想されている(図17.1)。「巨大な」という形容詞は、この成長を表現するのに適している。この人文地理学の授業は、昆虫学の教科書にはふさわしくないと思われるかもしれない。少なくともあなたは、この情報が昆虫と何の関係があるのか疑問に思っていることだろう。また、50年後、80年後に予想される人類の成長と、実際の成長を関連づけた数字に、感動や不安を覚えない可能性すらある。第1章で昆虫と人間の個体数を比較したが、6本の脚を持つ生物に比べれば、私たちの個体数はほんの一瞬である。確かにその通りである。しかし、種の多様性や豊富さでは昆虫が圧倒しているにもかかわらず、生態系に対する破壊力は人間の方が圧倒的に上である。実際、人間の活動は、私たち自身の個体群に新たな昆虫の脅威をもたらす大きな要因となっている。

過去数十年の間に、以前は害虫でなかった地域で昆虫が害虫になることがあった。また、害虫が発生する時期や程度が変化しているケースもある。なぜ、このような変化が起きたのだろうか?その理由の多くは、人間の人口増加と結びついている。一見、無関係に見える2つの事象がすぐに結びつくとは思えないが、実は因果関係があるのだ。一つは、人類の人口が急増し、地球の生態系の収容力を超えていることである。土地、水、その他すべての天然資源は、拡大する人類の生活を満たすために、驚くべき速さで操作され、場合によっては枯渇している。例えば、熱帯地域の森林地帯は、増加する人口に食料を供給し、住居を提供するために伐採されている。樹木や植生を除去するために過酷な方法(焼き畑、力ずくなど)が用いられるだけでなく、その土地は非自然的な農業や家畜の放牧の栽培に充てられ、しばしばその地域に非固有の作物が導入されることもある。

図17 1. 1950年から2050年までの地理的地域別人口増加量の推定値

X軸は数百万人を表す対数スケールである。図作成:Conscious at bit.ly/1OwBFeY.

人工的な機能のために既存の生態系を改変した結果、淡水供給への負担、関連する海洋環境の変化、生物多様性の喪失、二酸化炭素の吸収源からの放出、他の天然資源の破壊、昆虫の新しいニッチの創出など、破壊的かつ不可逆的になる可能性がある。最後の例は、以前は害虫でなかった種が機会を得ていること、害虫になることはまれかほとんどなかった種が深刻な脅威となり、確立された経済的閾値や傷害レベルを超える被害を定期的に引き起こすこと、導入された農業を利用するために外来種がやってくることを意味している。外来種や侵略的な昆虫種は、特定の地域には生息しておらず、いったん導入されると、その範囲を広げ、拡大し始め、環境および/または人間に損害を与える。第14章で述べたように、非原産種は、いったん地域に定着すると管理が最も難しい昆虫のひとつとなりうる。

世界の市場のグローバル化や地球温暖化に伴う気候変動は、新たな昆虫の脅威を増加させる要因となっている。どちらも政治的、あるいは宗教的なイデオロギーによって、比較的論議を呼びそうなテーマだが、いずれも人間の人口増加に直結している。21世紀はまだ始まったばかりだが、人類史の中でこの時期が経済のグローバル化に特徴づけられることは明らかだ。昆虫学の観点からは、これは新たな貿易相手となることを意味し、昆虫が作物とともに、あるいは貨物コンテナ、船舶、飛行機、その他国家間で商品を交換するあらゆる輸送手段の上や中に移動する可能性がある。外来種の導入は歴史を通じて行われてきたが、一般的には小規模なもので、過去には偶然に導入された外来種はほとんどなかった。しかし、貿易が活発化し、多くの新しいグローバル・パートナーが加わることで、新種の昆虫が米国に、あるいは北米から他国へ、広範囲にわたって誤って持ち込まれる可能性がある。新しいグローバルパートナーを求める燃料の一部は、各国が急増する人口を養い、服を着せ、住まわせるための資源を必要としていることである。30年以上にわたってイデオロギーと宗教で対立してきた米国とイランが2015年に核兵器で合意したことで、中東の国での米国企業の新しい経済機会について広く議論されるようになった。その結果、外来種が導入され、その一部は経済的あるいは医学的に重要な侵略的昆虫として定着する可能性が極めて高い。第16章の昆虫学的テロリズムの議論では、このような種が米国に上陸すると、検出と制御が困難になることを想起してほしい。

図17 2. 氷河の繰り返し撮影は、氷河の外観の経年変化をモニターするために使用される技術である

氷河の歴史的な写真を基準として、同じ場所と時期に新しい写真を撮影し、比較することができる。GlacierNPS (bit.ly/1W3IF5q)によるアイスバーグ湖の写真。

気候は変化している。特に地球温暖化に関しては、誰もがそうだと同意しているわけではないが、いくつかの確かな証拠には、少なくとも知的な反論はできないだろう。例えば、20世紀に入ってから、地球の表面温度は0.6℃上昇した。この上昇は、一見、取るに足らない、控えめなものであるように見えるが、何世紀も前の海氷や氷河の融解に寄与している。ニュージーランド、アフリカ、インド、そして極冠では、氷河の著しい後退が起こっている(図17.2)。20年前の写真と現在の写真を単純に比較すると、氷河の融解が起こっていることがわかる。これは紛れもない証拠である。しかし、氷河の融解をもたらした気温上昇の理由や原因については、議論の余地がある。熱帯地方の森林の大量伐採や人口密集地のサンゴ礁の破壊は、温室効果ガスの一つである二酸化炭素を大気中に放出し、地球温暖化を促進すると考えられている。

本章では、地球温暖化の特徴や、温暖化現象が起きていないという反論について、さらに掘り下げて解説する。まず、気温の上昇に伴う気候変動は、昆虫の個体群にどのような影響を与えるのだろうか。昆虫学的にいくつかの変化が予想される。

いくつかの昆虫種の範囲や分布が拡大する

いくつかの種の生存率が低下する。

生態学的ニッチが空けられ、新しい生息地が作られるため、他の種にとっての機会が増加する。

毎年1世代(monovoltine)から複数世代(univoltine)への移行、または休眠を完全に回避するなどのライフサイクルの変更。

このほかにも、昆虫の生活史にはさまざまな変化が起こる可能性があり、地球温暖化が気候条件に影響を及ぼし続けるまで、あるいは及ぼし続けられるまで、完全に実現することはないだろう。生活史の変化の程度にかかわらず、人間にとってどのような影響があるのだろうか。このような変化は、新たな昆虫害虫を含む新たな農業害虫の状況、疾病媒介者の生息域の拡大、そして、地球規模の気候変動により多くの植物種や他の食料源が減少するため、食料を求めて人間の居住地に侵入する昆虫種の増加や新種の可能性を意味している。つまり、人間の影響は、昆虫が私たちを困らせたり、攻撃したり、脅かしたりするための素晴らしい機会をもたらしている。今後、昆虫が人類にもたらす新たな脅威について、その原因を探るとともに、そのシナリオを実現させないための方策や、害虫となった場合の対処法について、詳しく解説していく。

クイックチェック

人類の人口増加は、昆虫にとってどのような機会を増やしているのだろうか?

昔と同じ話偶発的な導入

米国は「チャンスの国」として世界的に知られている。この理想や夢は、世界中の何百万人もの人々に、機会を求めて、あるいは全く新しい生活を求めて、北米に移住することを促した。実際、この国のアイデンティティそのものが、米国を故郷とした何百万人もの移民に由来している。1830年から1914年までの間に、3,000万人以上のヨーロッパ人が米国に移住した。1907年にピークを迎え、その年だけで120万人以上が米国に移住している。しかし、現実には、無秩序な移住はどの国にとっても持続可能なものではない。メキシコから米国南西部への不法移民に対する懸念が高まっている現在でも、移民の流入を抑制するための試みが数多く行われている。しかし、法的な規制や物理的な障壁を設けることで、移民の流入を抑制しようとしても、その効果は限定的なものにとどまっている。多くの第三世界や発展途上国で人口が爆発的に増加する中、移民を試みるペースは増すばかりである。

米国への昆虫の移入(偶発的な移入を意味する)は、人間の移動と密接に関連している。このことは、外来種の発生源と、世界のある地域から別の地域へ人が大量に移動することとの間に強い関連性があることを示唆している。なぜこのようなことが起こるのだろうか。一般に、人間の移民は単独で移動することはなく、意図的であれ偶然であれ、多くの外来種または外来植物、動物、微生物が二本足の移民の旅に加わるからだ。また、昆虫は、人間の移動が運ぶ食物や荷物などに混じって移動する。19世紀には、ヨーロッパ諸国からの移民が大半を占め、その旅のお供は昆虫であった。偶然にも、同じ時期に2大害虫であるヨーロッパトウモロコシボーラー(Ostrinia nubilalis)(鱗翅目:Crambidae)とジプシーガ(Lymantria dispar)(鱗翅目:Erebidae)が米国に持ち込まれましたd。2010年になると、人の移住の潮流はヨーロッパから遠ざかっている(図17.3)。その代わりに、東南アジアの一部、カリブ海の東部と西部、メキシコからの移住が多くなっている。これに対応して、米国で侵略的な種となった最近の偶発的に持ち込まれた昆虫種の多くは、世界のこれらの地域に由来するものである。

図17 3. 世界のさまざまな地域からの移民がアメリカ全土に分布している

侵略的な種が導入された多くの事例は、米国の特定の地理的地域への人間の移住と相関している。画像はUnited States Census Bureau (www.census.gov/prod/2004pubs/c2kbr-35.pdf)により作成。

例えば、ヒメマルカメムシ Halyomorpha halys(半翅目:Pentatomidae)、アジアオオカブトムシ Anoplophora glabripennis(甲虫目:Cerambycidae)、エメラルドアッシュボーラー Agrilus planipennis(Coleoptera: 一方、サトウキビレース虫Leptodictya tabida (Hemiptera: Tingidae)と西インドサトウキビゾウムシMetamasius hemipterus (Coleoptera: Curculionidae) はカリブ海から20年未満で米国に到着した(図17. 4). 要は、米国への昆虫の導入の多くは、人間の移民と直接結びついているということである。その結果、国家が大規模な移住を許可し、入国港やその近辺で繁殖する可能性のある昆虫を持つ地域から個人が到着する限り、米国への新しい侵入種の脅威は常に存在することになる。20世紀初頭のように、国境を閉鎖する孤立主義という選択肢はない。いや、特に国民経済の面ではグローバル化が当たり前の今日、米国の国境はかつてないほど「オープン」でなければならない。

貿易や私たちの経済のあらゆる面でグローバル化が進んでいることも、昆虫の偶発的な持ち込みを助長する大きな要因となっている。現実には、グローバル化とは、単に貿易相手国の数が増えるということ以上の意味がある。米国では、企業が国際的な視野を持つようになり、その中でマーケティング・グローバリゼーションがビジネスモデルとして採用されるようになってきている。マーケティング・グローバリゼーションは、マーケティングと商品の販売を、統合された世界経済と結びつけるものである。要するに、消費者という点では国を問わないビジネスであり、企業が物理的に本拠地を置く国を越えて、多くの国の市民の特定のニーズを満たすために製品をターゲットとする。このようなビジネスモデルは、特定の企業の輸出範囲を非常に拡大する可能性がある。米国には、このような企業が文字通り何千社もある。同様に、北米を拠点としない何千もの企業が、この国をターゲットにしているのが現状である。結果として、米国からの商品の輸出入は史上最高水準にあり、今後も増加すると予想される。このことは、外来昆虫の観点からは何を意味するのだろうか。米国に侵入する外来種の数が急増することが予想されるからだ。商品の輸入とそれに伴う輸送資材や輸送手段(船や飛行機など)は、北米やどの国にも外来昆虫種を誤って持ち込む最も一般的な手段である。そして、これは決して新しいことではない。グローバル市場の台頭は、歴史上起こってきたことを単純に拡大したものである。例えば、シルバーリーフコナジラミBemisia tabaci(半翅目:Aleyrodidae)は、熱帯の花やクリスマスのポインセチアなどに付着してインドから持ち込まれた。現在では、米国のほとんどの地域で侵略的な存在とみなされている(図17.5)。

図17 4. レッドオークをかじるアジアオオカブトAnoplophora glabripennis (Coleoptera: Cerambycidae)の雌成虫

写真:Dean Morewood(カナダ保健省、Bugwood.org)。

1998年にペンシルベニア州アレンタウンを経由して米国に侵入したヒメマルカメムシ(Halyomorpha halys、半翅目:Pentatomidae)は、日本か中国から梱包箱で密輸されたようだ。この昆虫は現在、さまざまな作物の侵入害虫として定着しており、米国では西へ南へとその範囲を広げているところである。外来種が必ずしも農業害虫になるとは限らない。アジアタイガーモスキート、Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) は、いくつかのヒト病原体の重要な媒介者であり、日本から出荷された使用済みタイヤに乗ってやってきた(図 17.6 参照)。本種の成虫は獰猛な吸血性で、昼夜を問わず積極的に宿主を探し、人里に近い場所に生息している。

20世紀初頭に南米から輸入されて以来、遭遇したほとんどすべての生物に大惨事をもたらしている(図17.7)。これは明らかに、私たちが必要としない移民である。これらの例は、誤って持ち込まれた何千もの非固有種昆虫のほんの一部である。表17.1に、米国に持ち込まれた経済的または医学的に重要な外来種をいくつか列挙する。

昆虫の偶発的な導入がどのように起こるかを理解したところで、なぜこれほどまでに懸念されるのかを検討する必要がある。結局のところ、一握りの外来昆虫の輸入は、豊富な供給源を持つ国にとっては取るに足らないことだと思われる。そうだろう?しかし、偶発的に持ち込まれた種の数が多ければ多いほど、問題が発生する確率は高くなる。問題は、どの種が持ち込まれるかということである。米国に渡航するすべての生物が、輸入された地域で繁栄し、生存するために必要な生活史的特徴を備えているわけではない。その結果、偶発的に導入された種の大半は、比較的短期間で死に絶えるか、地域の生態系でマイナーな存在として定着することになる。また、アメリカ南部の猛暑や南西部の乾燥地帯も、気候条件が大きく異なる地域からの外来昆虫にとっては、同じように効果的な障壁となる。つまり、外来昆虫が侵略的になるには、その生活史的特性が気候条件に適合する地域に導入される必要がある。残念ながら、アメリカではこの組み合わせがあまりに頻繁に起こっている。

図17 5. シルバーリーフコナジラミBemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)の摂食活動によるメロンへの被害

この昆虫はインドから誤って持ち込まれた外来種である。写真:David Riley, University of Georgia, Bugwood.org.

図17 6. ヒトを宿主として吸血するアジアタイガーモスキートAedes albopictus(双翅目:Culicidae)の雌成虫

この蚊は、誤って米国に持ち込まれた医学的に重要な外来種である。写真:James Gathany at phil.cdc.gov/phil.

図17 7. 2006年現在、米国におけるアカカミアリSolenopsis invicta (Hymenoptera: Formicidae)の分布

このアリはアラバマ州モービル経由で誤って米国に持ち込まれ、現在は南部の全州に海岸から海岸まで生息している。画像:Strongbad82、http://bit.ly/1FNMd29。

表17 1. 米国で侵略的な種として定着した一般的な外来昆虫

米国農務省の侵略的昆虫種リスト(http://www.invasivespeciesinfo.gov/animals/main.shtml)から得た情報である。

一度定着すると、侵略的昆虫種は、農業、人間の居住地、人間にとって重要な材料や商品に損害を与え、あるいは身近な環境に混乱をもたらす。外来種がもたらす最も顕著な影響は、生物多様性の変化である。ここでいう生物多様性とは、対象となる外来昆虫種の影響を直接受ける、特定の生態系に存在するさまざまな生物を指す。外来昆虫種がもたらす可能性のある結果の1つは、環境中の他の種を減少させたり、競争させたりすることで、在来種を駆逐する可能性がある。しかし、外来種は、環境中の栄養相互作用を変化させ、在来種の個体群を繁栄させることもある。その結果、昆虫に限らず、他の種の個体群動態に直接的・間接的に影響を与えることになる。このように、特定の生態系の微妙なバランスを変化させるような結果が連鎖的に発生する。外来種の侵入がもたらす可能性のある影響は、ほとんど無限大である。しかし、その影響は、比較的予測可能な結果に基づいて分類される。例えば、外来種の昆虫は、新しい環境に対して直接的または間接的な影響を与える。直接効果には、外来種による捕食、寄生、草食などがある。一方、間接的な影響とは、外来昆虫が資源を奪い合ったり、他の種のライフサイクルに直接ではないにせよ影響を与えるような生物との相互作用として現れるのが一般的である。実際、外来種や侵略的な種は、以下のような形で影響を及ぼしている。

  • 在来種の昆虫やその他の生物の捕食・寄生(直接的なもの)
  • 資源をめぐる競争(直接的または間接的)
  • 花粉媒介者の減少を引き起こす(直接的または間接的)
  • 草食性(直接)
  • 疾病の伝播(直接)
  • ニッチや生息地における種の代替(直接的または間接的)

これは、外来種が定着した後に生態系に引き起こす可能性のある影響の一部のリストに過ぎない。例示したものはいずれも、ある生態系から生物多様性を破壊または喪失させるメカニズムを反映している。また、有害生物としての地位を確立するための手段でもある。さらに、偶発的な導入が促進される手段、すなわち、世界的な物資や人の輸入の強化が進めば、複数の外来種が同時に、あるいはほぼ同時に導入される可能性が高まり、生態系やその中で発生する複雑な種のコミュニティや相互作用に対する破壊が拡大することを考えよう。最終的に、人間の状態に与える影響は甚大なものになる可能性がある。

残念なことに、この国は、米国に到着した外来種の増加に対処する準備があまりできていないという現実がある。その理由は、第16章でアグロテロリズムのための昆虫学的病原体を検討したときと基本的に同じで、潜在的な昆虫の脅威の検出(サーベイランス)と制御の方法を開発するための資源と資金が不足していることである。理想的な世界では、外来昆虫の検出は、蔓延した商品が国内に入る前(原産地)に行われる。現在では、入国時に発見された場合、昆虫を含む材料は没収され、検疫にかけられるか、破棄されるかのどちらかである。この方法は、一部の外来種が米国内で流通するのを減らすのに効果的である。しかし、少なくとも多くの種が発見を免れ、導入された種は北米の生態系にとって歓迎されない昆虫の市民となる。

人間の干渉による影響偶発的な導入

外来昆虫が米国にたどり着くまでの道のりは、必ずしも日和見的なものではない。多くの場合、意図的に持ち込まれたものである。1)テロ行為や戦争行為の一環として、外来種を昆虫学上の武器として使用する場合、または(2) 防除剤(すなわち外来昆虫)と同じ地域から侵入した生物(害虫は必ずしも昆虫ではない)を対象とする生物学的防除プログラムの一環として、昆虫を導入する場合である。昆虫を兵器やテロの手先とする概念については、第16章で詳しく説明した。偶然に持ち込まれた外来種について述べたのと同じ効果が、意図的に持ち込まれた外来種にも適用されることに注意することが重要である。図17.8)。大きな違いは、昆虫学的テロリズムに使用される薬剤では、使用される種が、本質的に成功を保証する特性に基づいて選択されること、つまり、生活史の特徴が、解放された気候や地域に理想的に適合していることである。

これに対して、生物学的防除に用いられる昆虫は、善意で導入される。これは、侵略的害虫、特に農業上重要な作物を草食する害虫は、新しい地域に導入されると、昆虫の個体数を抑制する天敵が不足するため、最初に繁殖するという考えに基づいている。そこで、健康面や環境面で問題がある殺虫剤を使用した管理方法ではなく、捕食者や寄生虫などの天敵を放出して害虫の発生を抑制する方法がとられている。一般に生物学的防除剤と呼ばれるこのような天敵は、問題を起こしている外来種の自生地から採取され、実験室で大量に飼育された後、米国内の問題地域に放出される。外来種を最初に放つ場合は、通常、捕食者や寄生虫を大量に放ち、害虫の数を減らす「氾濫放流」という形で行われる。多くの場合、生物的防除剤が害虫を経済的閾値または傷害レベル以下に追い込み、天敵の恒久的な個体群の確立を助けるために、追加または増強的な放飼が必要とされる。

図17 8. アジアテントウムシHarmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae)の変異株(Color Variants)

この甲虫は生物学的防除剤として米国農務省が意図的に導入したものである。写真:Louis Tedders, USDA Agricultural Research Service, Bugwood.org.

生物学的防除は、他の外来種に対抗するために、意図的に外来昆虫を導入するものである。この戦略はうまくいくのだろうか?外来種の昆虫や節足動物は、200カ国近くで2000種以上が意図的に導入されている。その結果、165種の外来種が永久に減少した。つまり、一方では、外来種を導入して外来種を駆除することは有効である、ということになる。少なくとも、いくつかのシナリオでは、生物学的コントロールは成功している。しかし、多くの場合、結果はまちまちで、害虫の数はある程度減るが、外来種が害虫の状態以下に追いやられるほどにはならない。この事実自体は、生物学的防除戦略を放棄する理由にはならない。外来種の放流で問題となるのは、偶然に持ち込まれた昆虫と同じような問題を引き起こす可能性があることだ。捕食者や寄生者を利用する場合、生物的防除剤がその範囲を広げてしまうというリスクが常に存在する。つまり、天敵が私たちの意図したターゲットに限定されず、自らの欲望に従って在来種を捕食してしまうのである。その結果、非対象種が絶滅の危機に瀕したケースもあった。また、別の害虫を駆除するために導入された外来種を、生物防除剤が実際に攻撃してしまうケースもあった。現実には、米国では現在、生物学的防除剤として意図的に放たれた外来種が、偶然に持ち込まれた侵略的な種よりも多く存在している。

図17 9. サフィア・シンプソンハリケーン風速スケール

このスケールは、持続的な風速に基づくものである。カテゴリー3に達するハリケーンは、人命の損失や大きな物的損害の可能性があるため、大型ハリケーンとみなされる。詳細については、http://www.nhc.noaa.gov/aboutsshws.php。

本当に驚くべきは、過去において、外来生物防除剤の導入前にリスク評価がほとんど必要なかったことである。基本的に、外来生物による防除の試みの多くは、確かな実証実験ではなく、試行錯誤に頼ってきた。そのため、ある昆虫剤が悪さをすると、誰もが驚くことになる!このようなアプローチは、ありがたいことに捨て去られようとしている。米国では、外来昆虫を小規模な野外試験で使用する前に、検疫所での隔離を含む完全なリスク評価が義務付けられている。明らかに、私たちは過去の失敗から学び、意図的に持ち込まれた外来種による将来の脅威を最小限に抑えることを望んでいる。生物学的防除のために在来種に頼るという選択肢も検討されている。この方法は多くの点で魅力的だが、在来種の昆虫が外来種を餌や宿主として利用することに全く興味を示さないか、限定的にしか興味を示さないことが多いという点で、まだ限界がある。

テキストを越えて

在来種への悪影響を避けるために、外来生物防除剤のどのような特徴を持つものを選択すべきか?

自然災害後の昆虫の活動

自然災害は、米国のあらゆる地域で発生している。地震、地滑り、森林火災、洪水、厳しい気象パターン(竜巻、ハリケーン、ブリザードなど)の形をした災害は、毎年人命を脅かし、莫大な経済損失をもたらしている。これらの現象は、気候条件や地理的条件、地形の違いなどによって、頻繁に発生する。例えば、米国でこの地域の気象パターンを監視する機関である米国海洋大気庁(http://www.noaa.gov/)は、2015年に米国に影響を与える大西洋の一部で6~10個の名前付き嵐が発生し、そのうち4個がハリケーンに発達し、1個はカテゴリー3以上に分類される主要ハリケーンの脅威になると予測した(図17.9)。この予測は大きく外れることはなく(11個の有名嵐、4個のハリケーン、そのうちの2個が主要なハリケーンに発展)、この地域の30年平均と一致し、通常10個以上の有名嵐が発生し、4個がハリケーンに発展する。ほとんどの暴風雨は上陸しないが、上陸した場合には、風水害や洪水による大きな被害が発生する。

これは、北太平洋からの強いウィンドシア(大気中の風速や風向きの勾配)が、熱帯低気圧が本格的なハリケーンに発達するのを妨げるためだ。カリフォルニア州の一部では、大小の地震や森林火災が多発しており、気候的な自然災害の少なさを補って余りあるものがある。地震は北米全域で発生しているが、カリフォルニア州とネバダ州の断層(サンアンドレアス断層など)に沿って最も激しく発生している。また、西海岸は、沖合で発生した大地震の結果として発生する大きな高波である津波の影響を受けやすい(図17.10)。太平洋岸からグレートプレーンズにかけてのいくつかの地域では、極端で長期の干ばつが続き、大規模な森林火災の主な要因となっている。

沿岸部では、火災や竜巻が温暖な時期によく発生し、12月から2月にかけては、中西部北部(湖水による雪)や北東部(ノーイースターによるもの)でブリザードがよく発生する(図17.11)。このような自然災害は、北米では決して珍しいものではないことを示すものである。これらの災害に共通するのは、広い地域に一度に、あるいは短期間に影響を及ぼす傾向があることである。このような災害がもたらす影響は甚大である。しかし、災害は大きなチャンスでもある。

図17 10. 風速と風向きが変化し、ウィンドシアーを示す高層雲

写真:Fir0002、http://bit.ly/1KhShSu。

図17 11. 1950年から2013年までの米国における竜巻の発生状況

最も激しく頻度の高い竜巻活動は、グレートプレーンズ東部から中西部で発生した。画像:Tertius51、http://bit.ly/1YdHnXw。

人間にとっての天災は、昆虫にとってはチャンスである。もちろんすべての種に当てはまるわけではなく、自然災害の進路に入ることで被害を受ける昆虫もいる。洪水は、飛べない種にとっては、羽のある種よりも、そしてもちろん人間にとっても致命的だ。火災や火山噴火など、あらゆる自然災害も同様である。ただし、土砂崩れや雪崩は例外で、ほとんどの場合、予測不可能な現象である。このように、自然災害への備えは、予知できる自然災害の警告や警報に耳を傾けていれば、すぐに被害を免れることができる人間の方が、昆虫類より明らかに有利な分野である。一方、昆虫は、危険が迫っていることを知らせる気象庁の警報メールを受け取ることができない。ただし、吹雪や雪崩の場合は例外で、昆虫は大自然と同じ周波数なので、冬に活動することはない。

自然災害時に人間の不幸を利用する種もいる。具体的には、災害を分散に利用したり、病気を伝染させたりする。また、自然災害が起きている間に、その影響を増大させるものもいる。例えば、ハリケーン「カトリーナ」では、ニューオリンズの洪水防止システムが故障し、市内に大規模な洪水が発生した。ニューオリンズはメキシコ湾岸の海面下に位置し、街は基本的にスープボウルのような構造になっている。そのため、洪水が市内に流れ込むのを防ぐために、洪水防止壁が設置されていた(図17.12)。2004年のハリケーンでは、堤防の決壊は昆虫に起因するものとされた。イエシロアリCoptotermes formosanus (Isoptera: Rhinotermitidae)が通常の食行動で堤防の一部を弱体化させた犯人であるとの推測がなされている。堤防の継ぎ目には、シロアリを誘引することで知られるサトウキビの廃材が使われていた(現在も)。調査した継ぎ目の70%以上にシロアリの被害が見られ、少なくとも防潮堤の完全性は損なわれていた。このような脅威は現在でも存在するため、この地域に再び大型ハリケーンが襲来した場合、同様の壊滅的な洪水が発生する可能性があるというのが現実である。

気候変動による災害は、その地域の昆虫の個体数を劇的に変化させる可能性がある。サイクロン、ハリケーン、熱帯低気圧、ノーイースター、そして竜巻に伴う強風は、翅の有無にかかわらず、小さな体の節足動物をある場所から別の場所に移動させることが可能である。17世紀から18世紀にかけて、ハリケーンがカリブ海の多くの島々を昆虫で植民地化し、サトウキビや人間、その他の島の住民の害虫として定着させたという報告が数多くある。風による種の局所的な絶滅は報告されていないが、多くの大嵐に伴って発生する洪水はそうではない。サイクロン、ハリケーン、熱帯低気圧、ノーイースターなどでは、激しい降水量、高潮、激しい波が発生し、洪水を引き起こすことが多い。前述のように、飛べない昆虫であれば、特に地中に生息する種にとって、洪水は悪い知らせである。

図17 12. ハリケーン・カトリーナはカテゴリー5の暴風雨となり、米国を襲った史上最強の暴風雨の1つとなった

このハリケーンの破壊的な影響は、日和見主義の昆虫によって増強された。写真:Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC (visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=7938)。

ハリケーンは、大西洋岸だけでなくカリブ海の地域でも、多くの昆虫の害虫状態を変化させたことがよく知られている。予想通り、いくつかの害虫種は島や他の地域から追いやられた(あるいは溺死した)。そしてもちろん、生態系のニッチに新たな空きができると、その空きを埋めるために他の種が移動し、初めて害虫になる可能性もある。また、洪水は生物をある場所から別の場所に移動させるのに役立っている。風によるものであれ、水によるものであれ、昆虫の移動は機械的な分散であり、自然災害はこれを助長する。洪水時、昆虫の多くは外骨格に疎水性があり、質量が非常に小さいため、浮くことができる。結果として、昆虫の体は水の表面張力を破らないので、多くは水の上を歩いたり浮いたりすることができる。洪水時に溺れたり物理的な損傷を受けたりする恐れがあっても、昆虫種が生き残ることができれば、そのような種は水によって新しい場所に運ばれることになる。洪水が引くと、昆虫は新しい地域に定着し始める。その昆虫がすでにその地域に生息しているのであれば、生態系にほとんど変化はないと思われる。しかし、新しい地域、あるいは新しい生息地であれば、導入された昆虫は外来種とみなされ、害虫の地位を獲得することで問題種となる可能性がある。本章で述べた外来昆虫の問題は、すべて自然災害によって持ち込まれた昆虫にも当てはまる。フライスポット17.1では、嵐による洪水が、アメリカ南部に生息域を広げたアカカミアリ(Solenopsis invicta)にとって、実際に財産となったことを紹介している。

ハリケーン・カトリーナの後、インターネット上では、清掃作業による新たな昆虫の侵入を懸念する声が上がった。しかし、ルイジアナ州の倒木がマルチング材に加工され、全米で販売されているという話が流れた。ある消費者と思われる人が、北部の州で購入したマルチにイエシロアリが混じっていたとネットで報告した。これがインターネット上で話題となり、拡散した。その地域のマルチを避けるようにという警告が掲示された。また、そのマルチング材を花壇や庭の木の周りに敷いてしまったという人もいて、慌てふためいた。

その話は本当だったのだろうか?広葉樹をマルチングする工程は、刃を通過するものに対して非常に破壊的である。シロアリのコロニーがこのような過酷な処理に耐えられる可能性は非常に低いである。しかし、仮にそうであったとしても、マルチング材は小売店に出荷される前に、生きた虫がいないことを確認するためにさらなる処理と検査が行われる。ハリケーン・カトリーナで倒れた木から発生したマルチも、同じような処理をしている。マルチに混入した昆虫は、偶発的な侵入ということになる。しかし、ホームセンターで購入したマルチの袋にシロアリやアリが混入しているのを目撃したことがある人は、この説明に異議を唱えるかもしれない。昆虫は、マルチ(他の製品も同様)が配送された後、製品が販売される前に侵入するのが一般的である。また、トラックで運ばれてきたマルチング材を現地で保管する場合も同様である。このような大量の木材破砕物は、木質系土着昆虫にとって非常に魅力的である。しかし、マルチのシロアリとハリケーン・カトリーナの関係は、ネット上の都市伝説として一蹴されるべきだろう。

自然災害時に昆虫を待ち受ける最大のチャンスは、病気の伝染である。昆虫は、悲惨な状況にある人間を意図的に利用しようとはしていない。むしろ、災害に対する人間の対応によって、病気を媒介するいくつかの昆虫種にチャンスが生まれる。どのような機会が突然訪れるのだろうか?基本的には、戦争中に兵士や避難民のために発生するのと同じだ。例えば、避難所や食料、水を求めて人々が大勢で集まり、一緒に閉じ込められることがよくある。自然災害の多くは、一時的に電気が止まり、洪水と相まって、飲料水が不足し、適切な衛生管理ができなくなることがある。自然災害への対応とその余波は大きなストレスとなり、睡眠や食事が浅くなり、免疫力が低下する。

致命的な組み合わせ:ヒアリとハリケーン

アカカミアリ(Solenopsis invicta、ヒメアリ目、タイワンアリ科)は、北米に生息する最も厄介な外来種の1つである。このアリは、人間やあらゆる生物と遭遇すると、通常、戦闘態勢に入る。働きアリと兵隊は、肉体的な戦闘のために完全に装備されている。それぞれのアリは強力な毒を持っており、それを人間に注射すると激しい痛みを感じ、その後腫れや膿疱ができる。このイメージを10倍、100倍にしてみてほしい。なぜか?ヒアリは集団で攻撃し、化学信号(フェロモン)を使ってコロニーの他のメンバーを誘い、獲物を追いかける。膿疱は数日間続き、ぶつけたり、衣服がこすれたり、睡眠中に動いたりすると間質液が漏れる。膿疱がいくつもあると、快適に休むことができないので、眠ろうとすると言った方が正しいかもしれない。また、攻撃的なアリは獰猛な噛みつき魔で、大あごを何度も「敵」に差し込む。多くのアリがそうであるように、攻撃時に唾液毒(実際は弱酸性)が注入される。つまり、ヒアリに攻撃された不幸な被害者は、攻撃者の両端から毒を吐かれることになる!さらに、ヒアリが生息する地域では、ハリケーンによる異常気象が常態化している。カリブ海やアメリカ南東部のハリケーンシーズンは、一般に6月から11月にかけてである。この時期は、ヒアリの活動もピークを迎える。歴史上、自然災害は、火災、竜巻、ハリケーン、火山噴火などの経路で動植物の個体数を減少させたと言われている。カリブ海のハリケーンは、バルバドス、ジャマイカ、ヒスパニョーラ(ハイチとドミニカ共和国からなる)などの島国を植民地化しようとしたヨーロッパの白人入植者を苦しめた凶暴なアリ類から解放してくれた。もちろん、多くの種はすぐに回復し、また、自然攪乱に依存して拡散することもある。赤色輸入ヒアリは、この後者の部類に入る。ハリケーンで洪水が発生すると、ヒアリはコロニーから避難して水面に浮遊する塊を形成する。アリは外骨格が疎水性(水をはじく)であり、質量が小さすぎて水の表面張力を破ることができないため、浮くことができる。働きアリは実際にマットやボールを形成し、大あごで連結する。時間が許せば、女王と保育所の幼虫やサナギをボールの中心に挿入する。水流によってアリの塊は新しい場所に送られる。アリは水中で浮くのに役立つものにしがみつく。これには、自然物や人工物の破片が含まれることがある。水が引くと、ヒアリは元のコロニーに近づかなくなる。そのため、ヒアリはマットやボールが落ちた場所に新しいコロニーを作るプロセスを開始する。ほとんどの場合、新しいコロニーは、瓦礫が落ちていた場所に作られる。洪水やハリケーンの強風は、家屋や建物の内部を含むあらゆる場所に瓦礫を押し流す。こうしてヒアリは、地方や都市部で新たなコロニーを形成し、コロニーとその範囲を広げていくのである。要するに、ハリケーンや洪水は、この侵略的な種の破壊力を実際に増大させる。今のところ、アカカミアリの拡大を抑えているのは、冬の悪天候だけだ。しかし、この自然の力は、この種の活動の仕方では、そう長くは敵にならないかもしれない!

これらの要因は、それぞれ単独で個体の病気に対する感受性を高める可能性がある。このような要因が複数重なり、大勢の人が集まると、昆虫につけこまれる機会が多くなる。自然災害で最も多く遭遇するのは、蚊やシラミといった血を吸う種で、4章で戦争時に問題となった種と同じだ。特に蚊が問題となるのは、洪水によって新たな繁殖地が生まれるからだ。水が引いた後も、容器や車、がれき、自然・人工の排水口などに淡水や汽水が残っていると、蚊の産卵場所や幼虫の発育が完了する場所として十分に機能する。発生は温度に左右されるが、多くの場合、7~10日程度で蚊の成虫が大量発生する。ハリケーンによって壊滅的な被害を受けた地域では、インフラが復旧していないと仮定すると、飢えた蚊の集団は避難民が住むシェルター内で容易に血液の食事を見つけることができる。マラリア、デング熱、脳炎、そして黄熱病の感染源となる。北米ではありえない?忘れがちだが、1900年代初頭、米国の一部ではマラリアや黄熱病に悩まされていた。さらに、マラリアのような病気は、薬剤耐性のある病原体が出現していることも脅威となっている。このように、災害発生後、国や世界の救援機関が早期に介入しても、多くの人が昆虫媒介による病気にかかる可能性がある。

虫のバイト

火山噴火と昆虫たち

bit.ly/1KdAUph

地球温暖化、気候変動と昆虫

地球温暖化は、今日の米国で最も賛否両論が分かれるテーマの一つである。もし、あなたが隣人や友人の政治的忠誠心がわからない場合、この話題についてあなたの見解を宣言してほしい。間違いなく、すぐに彼らのスタンスを知ることができるだろう。地球温暖化は現実の現象ではなく、リベラルな政治家や科学者が樹木を守るために夢想した話題だと考える人もいる。気候変動の話はすべて、プロパガンダか、人々に罪悪感を与えて資源の過剰な使用を後退させるために作られた、美化された恐怖戦術に過ぎないのである。そうかもしれない。また、極端な反対意見として、人類は二酸化炭素排出量をゼロにする必要があり、それはもちろん、人類が急速に絶滅に向かう場合にのみ可能であると主張する人もいる。ちょっと大げさかもしれないが、私が個人的に耳にした発言とそれほどかけ離れたものではない。要するに、地球温暖化に関しては、多くの人が強い意見を持っているということである。しかし、多くの人はその中間に位置する意見を持っているのではないだろうか。もちろん、オープンな場ではそのような意見は言わないだろう。特に学者の間では、地球温暖化に関するモデレーションは流行らないようだ。ここでは、地球温暖化とは何か、その主な要因は何か、そして昆虫は気候の変化にどのように対応しているのか、あるいは対応しようとしているのかについて、一方的に主張するのではなく、簡単に説明することにする。特に最後のテーマは、昆虫の個体数の変化が人間社会にどのような影響を与えるかという観点からも重要である。

気候変動が昆虫の個体群にどのような影響を与えるかについては、まず地球温暖化とは何かを考える必要がある。地球温暖化とは、地球の気候系の温度が上昇することであり、それに伴う気候の変化が予想されることである。気温上昇に対する一般的な懸念は、これから起こる気候条件の変化と、それに伴う地球の生態系への影響に関連している。それらの点については、これから検討していくことにしよう。しかし、その前に、多くの人の目に映る最大の懸念事項のひとつ、つまり、この現象は私たち生物に責任があるということについても考えなければならないが、これは論争の大部分を占める場所でもある。

地球温暖化の主な原因は、大気中の温室効果ガスの蓄積であることは、多くの科学者が認めるところである。水蒸気、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素、オゾンなどの気体は、大気中の熱赤外波長域の放射線を閉じ込める。その結果、大気中の温度が上昇する。大気中のガスが増えれば増えるほど、放射線の吸収による温度上昇も大きくなることがわかる。地球の気候システムは、自然現象から放出される温室効果ガスの蓄積にのみ対応できるように設計されており、それは問題ではない。問題は、人工的なプロセス、つまり人間によって引き起こされたガスが生成・放出されたときに生じると考えられている。その結果、大気中の温室効果ガス濃度が通常より高くなる。いわゆる温室効果、つまり大気中の温暖化が拡大する可能性がある。地球温暖化を擁護する人たちは、まさにそのような現象が起きていると言っている。しかし、実際には、大気や地表の平均気温に関する信頼できるデータは、過去100年程度のものしかない。そのため、現在起きている気温変化のうち、どれだけが人間活動によるもので、どれだけが自然変動によるものかを完全に評価することは、現時点では困難である。地球温暖化に関する議論をさらに複雑にしているのは、地球規模の気候変動に関しては、因果関係を示すコントロールされた実験ができないという事実である。

地球温暖化が本当かどうかという議論に弱点があるにもかかわらず、地球の表面温度は過去1世紀で0.6℃上昇した。これは、全体から見れば小さな変化かもしれないが、気温の上昇の影響は地域によって異なる。また、地球上ではすでに永久凍土や海氷の減少、数百年前から存在する氷河の急速な融解が起こっている。このような温暖化の傾向が続くと、原因を問わず、気候や生物にどのような変化が予想されるのだろうか?

気候の変化という点では、予測不可能なことが常態化すると考えられる。大雨や雪が降ることが多くなり、干ばつが頻発し、大きな水域では波の強さが増すなど、嵐や天候のパターンが激しくなったり、極端になったりすることが予想される。そう、地球温暖化によって雪が積もりやすくなることが予測されている。近年、地球温暖化を否定する人たちが、特に寒くて雪の多い冬を「温暖化は嘘だ」と指摘することがある。しかし、実際には、そのような冬は気候変動予測に合致している。また、熱帯地方での砂漠の拡大や海面上昇も予想されている。しかし、これらはあくまでも予測であり、必ずしも確実なものではないことは、改めて申し上げておく必要がある。しかし、地球温暖化予測の元となるモデルを作るために、かなりのデータが分析されている(図17.13)。

図17 13. 地球大気中の温室効果ガスとエアロゾルの増加に基づく、20世紀後半から21世紀半ばまでの地表温度変化の予測値

気候の温度変化は、生態系動物、特に昆虫に影響を与える。画像作成者:NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) (bit.ly/1KhVdyF)。

気候の変化は、地球上の生物にどのような影響を与えるのだろうか。地球温暖化がすべての生物に与える影響を調べようとすると大変な作業になるため、ここでは地球温暖化によって昆虫に予想される結果のみを取り上げることにする。大きく分けて4つの変化が予想される。

  1. 昆虫の生理機能の変化
  2. 種の分布の変化
  3. 昆虫のフェノロジーの変化
  4. 適応度

昆虫は陸上生態系の中で最も多様で豊富な動物であるため、地球温暖化の影響を最も受けやすいと考えられる。しかし、それは昆虫が貧熱性であることが大きな理由である。そのため、気温の上下は、陸生昆虫の生理機能に直接影響を及ぼす。水生生物も影響を受けるが、水の熱容量が急激な気候の変化を和らげてくれるため、その程度は小さくなる。昆虫の呼吸、代謝率、発育のあらゆる側面、そして運動はすべて温度に依存する。そのため、地表や気温が0.6℃上昇しただけでも、餌の獲得や処理の速度が速くなり、発育期間が短くなり、これまで不可能だった時間帯(例えば24時間周期、あるいは季節)に運動ができるようになる可能性がある。つまり、環境中の熱エネルギーである度数に依存する昆虫の発達のあらゆる側面が、気候変動の影響を受けやすいのである。

しかし、すべての種が同じように温暖化の影響を受けるとは限らない。例えば、熱帯地方の昆虫は、他のどの種類の昆虫よりも大きな影響を受けるだろう。なぜか?赤道付近に生息する昆虫は、気温の変化に非常に敏感で、すでに最適な温度付近で生活している傾向がある。そのため、周囲温度が上昇すると、温度許容範囲の上限に近づき、その結果、熱ストレスやプロテオタキシックストレスを受けることになる(図17.14)。一方、高緯度に生息する種は、一般にその最適温度よりも低い環境に生息している。そのため、環境温度全体の上昇にある程度耐えることができる。実際、気候変動による最初の上昇は、先に述べたような理由で昆虫の発育を促進する。昆虫の発育パターンが変化すると、ある種の状態が良性から害虫、小害虫から大害虫に変化する可能性があり、さらには絶滅に向かう可能性さえある。

温暖化により、昆虫の個体数が変化することが予想される。最も可能性の高い移動・移住は、赤道から高地へ、あるいは緯度的に極地へ向かうものである。もちろん、このような昆虫の個体数の変化は、種や地域に依存するものである。例えば、発育速度が速い昆虫、冬眠しない昆虫(非冬眠種)、冬眠はするが休眠の誘発に低温を必要としない種は、温暖化によって生息域を拡大すると予測されている。つまり、地表温度が上昇すれば、それらの種は繁殖することになる。このことは、昆虫が人間集団と新たな関係を築く有力な候補となることを意味する。間違いなく多くの昆虫が初めて農業や人間生活の害虫となるであろうし、他の昆虫は稀または時々の害虫から深刻な脅威へと変化するであろう。一方、成長期間が長い昆虫種や、低温に依存して休止期を迎える昆虫種は、気候変動によって明らかに不利な立場に立たされることになる。少なくとも、そのような種は生息域の縮小を経験するはずだ。また、他の種が分布を広げることで、資源をめぐる競争が激化し、最終的には局所的な絶滅につながることも予想される。化石記録によると、このような昆虫の個体数の移動は、過去の気候変動の際にも起こっているようだ。

図17 14. 気候変動による環境温度の上昇と昆虫の成長の関係

昆虫は変温動物であるため、体温は周囲の環境条件によって直接変化する。高緯度に生息する種は大気温度の上昇に適応しやすいと考えられ、順応することで昆虫の耐性領域は時間の経過とともに変化していくと予想される。一方、熱帯地方の種は、すでに最適な温度に近い状態で生活しているため、適応力が弱いと考えられる。地球温暖化によって、熱帯の種は限界温度に向かっていくことになる。

生理学や個体群分布の変化と関連して、ライフサイクルやフェノロジーの障害も同時に起こるだろう。これは、休眠の開始や終了、他の種との発育の同期など、度数日に関連するライフサイクル上の出来事について特に当てはまると考えられる。後者は、相互依存関係にある昆虫種にとって特に重要である。最も重要な例は、花卉とその受粉媒介者である昆虫の例であろう。気候の温暖化が昆虫のような恒温動物の発達に及ぼす影響については、すでに述べたとおりである。もし、相互扶助的なパートナーにも同様の変化が起こらなければ、彼らのライフサイクルはもはや同期しない。その結果、花を咲かせる植物にとって、花粉媒介者として花を訪れる重要な昆虫種のタイミングが大きく変化することになる。その結果、顕花植物の有性生殖が減少することは明らかだ。いくつかの数学的モデルでは、昆虫のフェノロジーの変化により、花資源が15%から50%減少すると予測している。この影響は生態系全体におよび、連鎖的にその生態系に生息するほとんどの生物の個体数を変化させるだろう。人間でいえば、受粉の減少は食料生産の減少に相当する。人類の人口にどの程度の影響が及ぶかは、世界中の主要な農業地帯における気候変動の程度、国家間の協力の度合い、そして人口が現在と同じ速度で増加しているかどうかによって異なる。

変化の最後のカテゴリーは「適応」である。昆虫は適応の達人である。なので、地球温暖化による環境変化への対応は、あらゆる生物の中で、そして動物の中で最も得意とするところだろう。しかし、生き残るために進化することは、すべての生物が同じようにできるわけではない。気候変動は、世代時間の短い種を好む淘汰の力となる。その結果、世代時間の短い集団の適応形質は、寿命の長い種よりもはるかに早く選択されることになる。生殖サイクルを完了するのに数カ月から1年以上かかる種は、個体数が減少し、局所的あるいは世界的に種の絶滅に向かう可能性が高い。また、適応に成功した種は、食料を求めて人間の居住地に引き寄せられるだろう。特に、花卉類は全体として資源が少なくなると予想されるためだ。地球温暖化による生態系の変化は、これまで以上に多くの昆虫種を害虫として生み出す可能性がある。

本章のまとめなぜ今、新たな脅威が生まれるのか?過去数十年の間に、これまで害虫でなかった地域で害虫が発生するようになった。また、害虫が発生する時期や程度が変化したケースもある。なぜこのような変化が起きたのだろうか?その理由の多くは、人間の人口増加と結びついている。人類の急激な人口増加は、地球の生態系の収容力を超えている、いや、超えている。土地、水、その他すべての天然資源は、拡大する人類の生存のための増大する要求を満たすために、驚くべき速度で操作され、場合によっては枯渇している。このような変化は、既存の生態系を変化させ、以前には存在しなかった昆虫の機会を作り出し、あるいは昆虫が野放しになる手段を与えている。

世界の市場のグローバル化と地球温暖化に伴う気候変動は、昆虫の新たな脅威を増加させる要因である。どちらも政治的、あるいは宗教的なイデオロギーによって比較的論議を呼びそうなテーマだが、いずれも人間の人口増加に直結している。昆虫学の観点から見ると、これは新たな貿易相手となり、昆虫が農作物と一緒に移動したり、貨物コンテナ、船、飛行機、その他国家間で商品を交換するあらゆる輸送手段に乗って移動する可能性があることに等しい。

気候が変化している。特に地球温暖化に関しては、すべての人がそうであると同意しているわけではないが、いくつかの確かな証拠に反論することはできない。気候変動は、いくつかの昆虫種の範囲や分布の拡大、いくつかの種の生存率の低下、生態学的ニッチの空白と新しい生息地の創造に伴う他の種の機会の増加、毎年1世代から複数世代への移行や休眠の完全回避などのライフサイクルの変更など、昆虫の新たな脅威につながると予測されている。このような変化は、ある種の昆虫に新たな害虫の発生機会をもたらし、他の昆虫が人類に与えるダメージの大きさを高める可能性がある。

同じような話だ: 偶発的な導入 ■ 米国への昆虫の移民、つまり偶発的な導入は、人間の移動の経路と密接に関連している。このことは、外来種の発生源と、世界のある地域から別の地域へ人が大量に移動することとの間に強い関連性があることを示唆している。なぜこのようなことが起こるのだろうか。一般に、人間の移民は単独で移動することはなく、意図的であれ偶然であれ、多くの外来種または外来植物、動物、微生物が二本足の移民の旅に加わるからだ。また、昆虫は人間が持ち運ぶ食物や荷物などに混じって移動する。つまり、米国に持ち込まれる昆虫の多くは、人間の移住と直接結びついている。その結果、米国への新たな侵入種の脅威は、国家が大規模な移住を許可し、入港地やその近辺で繁殖する可能性のある昆虫を持つ地域から個人が到着する限り、常に存在することになる。

米国からの輸出入は過去最高を記録し、今後も増加することが予想される。このことは、外来昆虫の観点からは何を意味するのだろうか。米国に侵入する外来種の数が急増することが予想されるからだ。北米や他の国に外来昆虫種を誤って持ち込む最も一般的な方法は、商品の輸入とそれに伴う輸送資材や輸送車両である。そして、これは決して新しいことではない。グローバル市場の台頭は、歴史上起こってきたことを拡大したに過ぎない。

しかし、偶発的に持ち込まれた種の数が多ければ多いほど、問題が発生する確率は高くなる。問題は、どのような種が持ち込まれるかということである。米国に渡航するすべての生物が、輸入された地域で繁栄し、生存するために必要な生活史的特徴を備えているわけではない。その結果、偶発的に導入された種の大半は、比較的短期間で死に絶えるか、地域の生態系でマイナーな存在として定着する。また、アメリカ南部の猛暑や南西部の乾燥地帯も、気候条件が大きく異なる地域からの外来昆虫にとっては、同じように効果的な障壁となる。つまり、外来昆虫が侵略的になるためには、その生活史的特性が気候条件に適合する地域に導入される必要がある。

外来昆虫は、定着すると、農業や人間の生活、人間にとって重要な物質や商品に被害を与えたり、身近な環境を破壊したりする。外来種の最も顕著な影響は、生物多様性の変化である。ここでいう生物多様性とは、対象となる外来昆虫種の影響を直接受ける、特定の生態系に存在するさまざまな生物を指す。外来昆虫種がもたらす可能性のある結果の1つは、環境中の他の種を減少させたり、競争させたりすることで、在来種を駆逐する可能性がある。しかし、外来種は、環境中の栄養相互作用を変化させ、在来種の個体群を繁栄させることもある。その結果、昆虫に限らず、他の種の個体群動態に直接的・間接的に影響を与えることになる。

人間の干渉による影響外来昆虫が米国に上陸するのは、必ずしも偶然の産物ではない。多くの場合、意図的に持ち込まれたものである。1)テロ行為や戦争行為の一環として、外来種を昆虫学的武器として使用する場合、(2) 防除剤(すなわち外来昆虫)と同じ地域からの侵略的生物を対象とした生物学的防除プログラムの一環として、昆虫を導入する場合、である。

生物学的防除は、他の外来種に対抗するために、意図的に外来昆虫を導入するものである。外来種の昆虫や節足動物を、約200カ国で2000種以上、意図的に導入している。その結果、165種の外来種が永久に減少した。少なくともいくつかのシナリオでは、生物学的コントロールは成功している。しかし、多くの場合、その結果はまちまちである。この事実自体は、生物学的防除戦略を放棄する理由にはならない。外来種の放流によって生じる問題は、偶然に持ち込まれた昆虫と同じ問題を引き起こす可能性があるということだ。捕食者や寄生者を利用する場合、生物的防除剤がその範囲を広げてしまうというリスクが常に存在する。つまり、天敵は私たちが意図したターゲットに限定されず、自らの欲望に従って活動する。

外来生物防除剤の導入に際して、これまでほとんどリスクアセスメントが行われてこなかったことに驚かされる。外来生物による防除の試みの多くは、確かな実証実験ではなく、試行錯誤に頼ってきた。そのため、ある昆虫剤が悪さをすると、誰もが驚くことになる!このようなアプローチは、ありがたいことに放棄されつつある。

自然災害に伴う昆虫の活動 ■ 自然災害は、米国のどの地域でも発生する。地震、地滑り、森林火災、洪水、悪天候などの災害は、毎年人命を脅かし、莫大な経済的損失をもたらしている。気候条件や地理的条件、地形の違いなどによって、頻繁に発生する。このような災害がもたらす影響は甚大である。しかし、災害は大きなチャンスでもある。

人間にとっての災害は、昆虫にとってはチャンスでもある。もちろん、すべての種に当てはまるわけではなく、自然災害の影響を受けて苦しむ昆虫もいる。洪水は、飛べない生物にとっては、羽のある生物よりも致命的であり、人間にとってもそうだ。火災や火山噴火など、あらゆる自然災害も同様である。ただし、土砂崩れや雪崩は予測不可能なため、例外となる。このように、自然災害への備えは、予知できる自然災害の警告や警報に耳を傾けていれば、すぐに被害を免れることができる人間の方が、昆虫類より明らかに有利な分野である。一方、昆虫は、気象庁から危険が迫っていることを知らせるメールを受け取ることができない。自然災害時に人間の不幸を利用する種もいる。具体的には、災害を分散させるために利用したり、病気を伝染させるために利用したりする。また、自然災害が発生している間に、その影響を増大させるものもいる。

気候に起因する災害は、ある地域の昆虫の個体数を劇的に変化させることがある。サイクロン、ハリケーン、熱帯低気圧、ノーイースター、そして竜巻に伴う強風は、翅の有無にかかわらず、小さな体の節足動物をある場所から別の場所へ移動させることができる。風は局所的な種の絶滅を引き起こしたという報告はないが、これらの大嵐の多くで発生する洪水はそうではない。サイクロン、ハリケーン、熱帯低気圧、ノーイースターなどでは、激しい降水量、高潮、激しい波動がしばしば発生し、洪水を引き起こす。ハリケーンは、カリブ海や大西洋沿岸の地域で、多くの昆虫の害虫の状態を変化させたことがよく知られている。予想通り、いくつかの害虫は島や他の地域から追いやられてしまった。そしてもちろん、生態系のニッチに新たな空きができると、その空きを埋めるために他の種が移動し、初めて害虫になる可能性もある。また、洪水は生物を別の場所に移動させる役割も担っている。

自然災害の中で昆虫に与えられた最大のチャンスは、病気の伝染である。昆虫は、災害時に意図的に人間を利用しようとしているわけではない。むしろ、人間が災害に対応することで、病気を媒介するいくつかの昆虫種にチャンスが生まれる。例えば、人々は大きな集団で集まり、避難所や食料、水を求めて一緒に閉じ込められることが多い。自然災害の多くは、一時的に電気を遮断し、洪水と相まって、飲料水が不足し、適切な衛生管理ができなくなることがある。自然災害への対応とその余波は大きなストレスとなり、睡眠や適切な食事が妨げられ、免疫反応も低下する。これらの要因はそれぞれ単独で、個人の病気に対する感受性を高める可能性がある。このように、複数の要因が一度に、しかも大勢の人に作用した場合、昆虫がつけ込む隙が多くなる。

地球温暖化、気候変動、そして昆虫 ■ 地球温暖化は、今日、米国で最も賛否両論があるテーマの一つである。もし、隣人や友人の政治的信条がわからない場合は、このテーマについて自分の考えを宣言してみてほしい。間違いなく、すぐに彼らのスタンスを知ることができるだろう。地球温暖化は現実の現象ではなく、リベラルな政治家や科学者が樹木を守るために夢想した話題だと考える人もいる。気候変動の話はすべて、プロパガンダか、人々に罪悪感を与えて資源の過剰利用を後退させるために作られた、美化された恐怖戦術に過ぎないのである。そうかもしれない。また、極端な反対意見として、人類は二酸化炭素排出量をゼロにする必要があると主張する人もいる。もちろん、それは人類が急速に滅亡に向かう場合にのみ可能である。つまり、地球温暖化に関しては、多くの人が非常に強い意見を持っているということである。しかし、多くの人はその中間に位置する考えを持っているのではないだろうか。

地球温暖化とそれに伴う気候の変化とは、地球の気候系の温度が上昇しているという考え方である。気温の上昇に対する一般的な懸念は、これから起こる気候条件の変化と、それに伴う地球の生態系への影響に関するものである。多くの人の目に映る最大の懸念は、この現象が人間に起因するものであることで、これは論争の大部分を占めるところでもある。地球温暖化は、大気中の温室効果ガスの蓄積が主な原因であることは、多くの科学者が認めるところである。水蒸気、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素、オゾンなどの気体は、大気中の熱赤外波長域の放射線を閉じ込める。その結果、大気の温度が上昇する。大気中のガスが多いほど、放射線の吸収による温度上昇は大きくなる。地球の気候システムは、自然現象から放出される温室効果ガスの蓄積にのみ対応できるように設計されており、それらは問題ではない。問題は、人為的なプロセス、つまり人間によって引き起こされるガスの生成と放出であると考えられている。

昆虫は陸上生態系の中で最も多様で豊富な動物であり、地球温暖化の影響を最も受けやすいと考えられる。しかし、それは昆虫が貧熱性であるためだ。そのため、気温の上下は、陸生昆虫の生理機能に直接影響を及ぼす。水生生物も影響を受けるが、水の熱容量が急激な気候の変化を和らげてくれるため、その程度は小さくなる。昆虫の呼吸、代謝率、発育のあらゆる側面、そして運動はすべて温度に依存する。そのため、地表や気温が0.6℃上昇しただけでも、餌の獲得や処理の速度が速くなり、発育期間が短くなり、これまでできなかった運動ができるようになる可能性がある。つまり、昆虫の発達のうち、日数に依存するあらゆる側面が、気候変動の影響を受けやすいのである。

温暖化により、昆虫の個体数が変動する。赤道から高地へ、あるいは緯度的に極地へ移動する可能性が高い。もちろん、昆虫の個体数の変化は、種や地域に依存する。例えば、発育速度が速い昆虫や冬眠しない昆虫、冬眠するが休眠に低温を必要としない種は、温暖化によって生息域を広げると予測される。つまり、地表温度が上昇すれば、それらの種は繁栄することになる。このことは、昆虫が人間集団と新たな関係を築く有力な候補となることを意味する。間違いなく多くの昆虫が初めて農業や人間生活の害虫となるであろうし、他の昆虫は稀または時々の害虫から深刻な脅威へと変化するであろう。一方、成長期間が長い昆虫種や、低温に依存して休止期を迎える昆虫種は、気候変動によって明らかに不利な立場に立たされることになる。

生理学や個体群分布の変化と関連して、ライフサイクルやフェノロジーの障害も同時に発生することになる。これは、休眠の開始や終了、他の種との発育の同期など、度数と関連するライフサイクルの事象に特に当てはまると思われる。後者は、相互依存関係にある昆虫種にとって特に重要である。最も重要な例は、花卉とその受粉媒介昆虫の関係であろう。もし、相互作用のある相手と同じように発達の変化が起こらなければ、彼らのライフサイクルはもはや同期しない。

昆虫は適応の達人である。昆虫は適応の達人であり、地球温暖化に伴う環境変化への対応は、あらゆる生物の中で、また動物の中で最も優れているといえる。しかし、生き残るために進化することは、すべての生物が同じようにできるわけではない。気候変動は、世代時間の短い種を好む淘汰の力となる。その結果、世代時間の短い集団の適応形質は、寿命の長い種よりもはるかに早く選択されることになる。生殖サイクルを完了するのに数カ月から1年以上かかる種は、個体数が減少し、局所的あるいは世界的に種の絶滅に向かう可能性が高い。また、適応に成功した種は、食料を求めて人間の生活圏に引き寄せられるだろう。特に、花卉類は全体として資源が少なくなると予想されるからだ。

a 「Strangers in Paradise」の序文より: D. Simberloff、D. C. Schmitz、T. C. Brown著「Strangers in Paradise: Impact and Management of Nonindigenous Species in Florida」(フロリダ州)序文より。

bJohn J. Mellencampは、アメリカ生まれのシンガー、ソングライター、ミュージシャン、アーティストで、伝統的な楽器演奏を強調したハートランドをテーマにした音楽でよく知られている。

cスラッシュ・アンド・バーンとは、ある土地で木や植物を伐採し、その土地と残った植物を燃やす技術である。その灰や残骸を土壌の養分として利用し、作物の栽培や家畜の飼育を行う。しばらくすると、その土地は放棄され、後継者が現れ、森林が再生される。このような伐採から遷移までの一連の作業を「移動耕作」とも呼ぶ。

dヨーロッパマイマイガは、意図的に米国に輸入されたと考えられているが、1869年にマサチューセッツ州で偶然に放たれた。しかし、同じ時期にヨーロッパから大量に移民してきた結果、他の植物が持ち込まれたことは間違いない。

暴風雨に名前をつけるのは、気象情報機関の便宜を図るためであり、1週間ほど続く暴風雨について各機関が連絡を取り合っている。大西洋では、風速34ノット(時速39マイル)の風が続くと、熱帯低気圧と呼ばれるようになる。

付録

昆虫に興味を持つ学生からよく聞かれる質問に、「昆虫グッズはどこで手に入るのであるだろうか?昆虫採集の道具からファッション、そして食べられるものまで、昆虫に関するあらゆるものを指す。

ここでは、昆虫(生きているもの、保存されているもの、その他の方法で保存されているもの)、昆虫を扱うための材料(採集や飼育、フィールドガイドなど昆虫を扱うために必要な学習材料)などを紹介する。また、書籍、アートワーク、ジュエリーなど、「虫」に関連するあらゆるものを販売する業者も含まれている。検索エンジンで調べればわかることだが、このリストは決して網羅的ではない。何ページにもわたる昆虫関連の情報源やベンダーを整理するのは、何日もかかることだろう。ここで紹介する情報源は、あなたが始めるのに役立つことを意味する。主要なランドグラント大学には、昆虫学部や協同普及機関があり、昆虫に関する豊富な情報を提供してくれる人がたくさんいることを覚えておいてほしい。米国農務省、州天然資源局、農業部門、自然史博物館など、連邦政府や地方政府機関も同様である。

 

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