Aphidae vs predator

アブラムシは、卵の形をした体の小さな昆虫で、植物の汁を吸って生きています。一口アブラムシといってもその種類はとても多く、現在、約4400種が知られており、それぞれ寄生する植物によって種類（生態）が異なります。その中の一種、大豆アブラムシは大豆の汁が大好きで、大豆の葉が成長する夏の畑には、無数のアブラムシが葉の裏にびっしりと付きます。そしてこのアブラムシは、卵を産みつようとする寄生バチに狙われます。この寄生バチがアブラムシの体に卵を産み付けると、アブラムシの体は薄茶色にミーラ化し(写真２)、その中から寄生バチの子供が生まれます。アブラムシは繁殖力が非常に高く、その数は爆発的に増える事もありますが、寄生バチのような天敵の存在よってある程度その数が制御されます。このように、生態系は微妙なバランスの上に成り立っているのです。


従来の農業システムにおいて、害虫を駆除するために化学農薬を使用するのが一般的です。しかし、化学農薬は環境に対する負荷が大きいため、極力農薬の使用を抑えるのが理想です。更に、化学農薬の散布をし続ける事によって、害虫が徐々に抵抗性を示し、その効力は低下してしまいます。従って、生産者は、一種の害虫を駆除する為に、新しい農薬にいつでも頼らなければなりません。アブラムシを捕食する寄生バチを利用して、作物の害虫であるアブラムシを駆除する事が出来るかもしれません。化学農薬のかわりに、害虫を捕食する天敵を利用して害虫をやっつけるという新しい技術は、生きる農薬＝「生物農薬」と呼ばれています。


アメリカの昆虫学者は、大豆アブラムシと天敵（寄生バチ）の生態、多様性を観察し、その結果、数種の寄生バチがアブラムシに寄生する事が分かりました。また、これらの寄生バチは、標的のアブラムシのみに寄生し、環境に有害影響を及ぼさないことも確認されました。


輸入される外来天敵種は、自分の生態系が異なる環境外で育つと、爆発的に増殖してしまう可能性があります。もともとアブラムシに寄生する在来天敵である寄生コバチを利用する事で、生態系を乱す事はありません。また、化学農薬を使用すると、仕事を一度停止しなくてはならず、しかも化学農薬にはコストがかかります。こうした点から、在来天敵を利用した生物農薬の開発には、IPM(総合的病害虫管理)の技術の一つとして期待が持たれます。実際に、生物農薬はアメリカのオレンジ生産で発生するカイガラムシを天敵のテントウムシで駆除したり、日本でもナスの生産にマルハナバチを使用する等、実践的に在来天敵を利用した害虫管理が行われています。

http://www.youtube.com/v/rLtUk-W5Gpk&hl=ja_JP&fs=1&
Photo by Brigantino

かさぶたを作って傷をなおすアブラムシ

アブラムシの一種、モンゼンイスアブラムシは、日本に生息する小さな昆虫です。このアブラムシは、イスノキという常緑樹に虫こぶ（口で汁を吸った事が刺激になり、植物がふくれてできたもの）を作り、この中から、木の樹液を吸って生活しています（写真１）。虫こぶは、攻撃力のあまりないアブラムシにとって、蛾やハチ等の天敵から身を守る家であり、なおかつ食料を供給してくれる大切な存在です。しかし、天敵は時にこの家に穴をあけて侵入し、アブラムシを攻撃します。そんな時、アブラムシは自分を犠牲にして、体の半分以上もの量の体液を出し、それを家の傷口に塗ります。アブラムシの体液は、虫こぶの傷口を塞ぐ「かさぶた」となり、敵の侵入を防ぎます。また、植物の傷は「かさぶた」のおかげですぐに治ってしまうのです。


私達の体は傷口にかさぶたを作って保護するように、かさぶたの形成は人間や他の昆虫にも見られる現象です。しかし、モンゼンイスアブラムシは、自分の体ではなく、イスノキという別の種の傷を治し、更に細胞の形成まで促します。モンゼンイスアブラムシの特殊な体液凝固を利用して、植物の傷を癒すことができるかもしれません。


モンゼンイスアブラムシの体液凝固によるかさぶた形成について研究されました。その結果、お尻から分泌されるアブラムシの体液によって保護された穴の周辺から植物組織が著しく成長し始め、植物が比較的早く元に戻る事が確認されました。アブラムシの作るかさぶたは、虫こぶ壁の再生を促す「成長ホルモン」の役割をしている事が分かりました。


アブラムシによる植物組織の修復を解明することで、植物の発生工学や再生制御における新規技術の開発につながるかもしれません。アブラムシの体液が迅速に植物の傷を塞ぐ分子構造が解明すれば、植物組織の成長や育成の制御技術の開発に役立つでしょう。

アブラムシが傷口をふさぐ動画が見られます。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090225/pr20090225.html
http://www.hirahaku.jp/web_yomimono/tantei/goltitle.html
薄葉重／著『虫こぶ入門--虫と植物の奇妙な関係（自然史双書）』八坂書房，1995

オオオニバスから学ぶ建築学

　南米アマゾン川流域原産のオオオニバス（学名：Victoria amazonica）は世界最大の葉を持つスイレン科の植物で、観賞用に日本の温室でも栽培されています。オオオニバスの葉の直径は2mを越すものもあり、子どもが乗っても沈まないほどプカプカ浮くので、夏には各地の植物園でオオオニバス試乗会が開催されます。この大きな葉の浮力の秘密はどこにあるのでしょうか？それはオオオニバスの葉の裏を観察するとわかります。葉の裏にはまるでクモの巣のような太い葉脈があり（図１）、この葉脈が巨大なオオオニバスの葉を支えているのです。また、水の中にあって見づらいのですが、オオオニバスの葉柄は実は9mもあります。この葉柄の中のパイプが空中の酸素を根まで送っているのです。 ハスの下の茎の部分、レンコンには穴がありますが、実は葉柄にも穴が開いているのはご存知ですか？空気はこの穴を通って根に供給されているのです。中国から伝わった象鼻杯とはまさにこの葉柄の特色を生かした飲酒法です。ハスの葉の真ん中に穴を開け、飲み物を葉柄の穴を通して流し、吸うように飲むのです。みなさんも機会があればジュースで試してみてください。

　1851年、ロンドンで世界初の万国博覧会が開催されました。会場となったのはジョゼフ・パクストンによって設計されたクリスタルパレスです。パクストンはアマゾン原産のオオオニバスの栽培を始めて成功させた優秀なガーデナーでしたが、建築家としても才能がありました。オオオニバスの巨大な葉を支える葉脈の構造と葉柄からヒントを得て、幅約563m、奥行き約138mの大温室のような建物を設計しました。パクストンはまず、植物が光合成できるよう、太陽の光がいっぱい入る総ガラス張りの大温室を考案します。写真１でみられるように、クモの巣のような放射状になった葉脈が交差葉脈によって支えられ、オオオニバスの浮力の強さを生み出しています。重いガラスを支える鉄筋の支柱を設計する際に、この無駄のない自然の理法パクストンは適用しました。そして屋根を支える横梁に、溝状にくりぬいた軽い木材を取り入れ、それを支えるのには、オオオニバスの葉柄のような管状の軽い鉄柱を用いることを思いつきました。そうすれば、横梁と鉄柱がともに雨どいとしての役割を果たすことができるようになったのです。石やレンガ造りの建物が当たり前だった時代に、鉄筋とガラスによって作られた温室はとても画期的でプレハブ建築物の先駆とも言われました。そして、植物の理法から生まれた優美な形の温室はたくさんの心を虜にしました。

日本ではオオオニバスの葉の葉脈･葉柄構造が持つ浮力の発生機構を明らかにするために科学的な角度から更なる研究が行われています。

高い強度で軽量なパネルの建築物構造に応用することが期待されます。例えば、車のガラスの補強にオオオニバスの浮力の原理を応用すれば、クリスタルパレスのようにお洒落で頑丈な車のデザインになるでしょう。

The Private Life of Plants by David Attenborough　BBC Books
松村昌家　『水晶宮物語―ロンドン万国博覧会1851』　筑摩書房、2000年。
http://www.kashiwashobo.co.jp/new_web/column/rensai/r06-01.html
パラグアイオニバスの葉の葉脈構造と機械的性質、小林秀敏
http://dou.sakura.ne.jp/ban/hasu2008/index.html　象鼻杯　大阪万国公園
中国の酒書　中村喬　平凡社　
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写真１：オオオニバスの葉の裏
写真２：パクストンの娘アンとオオオニバス
写真３：飲む姿が象に似ているので象鼻杯。「荷芯の苦」と呼ばれる茎のエキスが染み出し、薬用効果もあります。