近年、人間では腸内細菌がアルツハイマー病やうつ病と関連していたり、霊長類の脳の進化が腸内細菌に助けられたという研究結果が報告されるなど、生物と微生物の共生関係が注目されています。
共生微生物への注目の高まりは昆虫研究においても例外ではありません。
昆虫は幼虫のまま何年も地中で過ごしたり、血液やほぼ水分だけの樹液といった特殊な餌で生きていけたりと、我々人間では考えられない不思議な生態を持っています。
これらの昆虫の特殊な進化にも、微生物との共生が関係しているのです。
今回は昆虫と共生微生物がどんな共生関係を築き、進化してきたのかについて、産業技術総合研究所・生命工学領域・モレキュラーバイオシステム研究部門 森山 実さんにお話を伺いました。
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目次
- 昆虫研究者だけど虫は苦手だった
- トコジラミはシラミじゃなくてカメムシの仲間
- セミの幼虫が何年も土の中で過ごす理由
- 昆虫の体内に棲む共生細菌とは？
- 昆虫と共生細菌はお互いになくてはならない相棒
昆虫研究者だけど虫は苦手だった
――昆虫って人によって好き嫌いの差が大きくて、今回の記事でも解説の写真とかでキツイってなる人もいるかも知れませんが、森山さんはやっぱり子供の頃からムシが大好きだったんですか？
森山：いえ、実はむしろ虫嫌いだったんですよね（笑）
――え、いきなり意外な展開ですね（笑）
森山：ずっと都市部で育ったのでカブトムシとかクワガタとかほとんど見たことがなくて。虫といったらゴキブリかカ（蚊）かセミかって感じだったので、子供の頃は虫大嫌いでした。研究で初めて触ったぐらいの勢いでしたね。
――それが何でまた昆虫研究者になったんですか？
森山：大学で生物の研究をしようと考えた時に、昆虫を使って面白い生命現象を明らかにしている研究に出会ったこと、そして、昆虫は身近にたくさんの種類がいて、実験材料として手に入れやすいところが魅力的に感じたんですよね。そのため昆虫を研究対象に選んだんです。
――なるほど、生物学者として研究し易いのが昆虫だったんですね。でも、虫が嫌いだと捕まえるのも大変ですよね？
森山：それがもうむっちゃ大変で（笑）昆虫好きな人って大体どの種がどこにいるか知ってるんですよね。でも私は苦手だったので何も知らなくて、虫に詳しい人に聞きまくってましたね。
――私たちが知らないだけで、実は虫嫌いな昆虫研究者って多いんですか？
森山：やっぱり虫嫌いは少数派だと思います。ただ、両方いるからいいんじゃないかなと思います。昆虫が好きで詳しい人には当たり前に思っちゃうようなことでも、逆に嫌いで何も知らなかったからこそ、新鮮に感じて、研究テーマとして真剣に取り組めたこともあったと思うんですよね。
そういう様々な目線を持った人の考えが上手く組み合わさって、昆虫研究の分野が盛り上がっていくのだと思ってます。
――とはいえ虫は苦手なわけですよね。どうやって克服したんですか？
森山：学生の時は実習で友達に虫を動かなくするところまでやってもらって、それを触ることから始めました。ただ、やってるうちに研究したいっていう気持ちがどんどん強くなってきて、自然と克服できました。
でもいまだに虫捕りは手袋したり、ピンセットに頼ったりすることもあります。毛虫とゴキブリは本当嫌ですね（笑）
――確かに昆虫って身近だけどよくわからないことが多い印象があるので、苦手でも興味が湧くというのはわかります。
例えば、昆虫は気門っていうお腹の穴から呼吸するっていいますけど、肺とかどうなっているんですか？
森山：そもそも昆虫に肺はないんです。気門から気管っていう空気を運ぶ細い管が体中にわあっと伸びていて、全身でガス交換をしています。昆虫は体中に体液が巡っていて、その液体の中に臓器が浮いているという感じで、全身に張り巡らされた気管がこの体液や臓器に直接酸素を届けているんです。
――ああ、血液が酸素を運ぶ事自体がないんですね。だからヘモグロビンもいらないから昆虫の血は赤くないんですね。この方法は肺呼吸より優れているんでしょうか？
森山：私は呼吸に関して専門ではありませんが、どちらが優れているというのは難しいですね。昆虫は小さいからこの仕組みがいいだけで、身体が大きいと肺呼吸の方が効率がいいとも言われているようです。
――そう聞くとホント色々他の生物と比べて違いますよね。「昆虫は地球産ではなく宇宙からやって来たエイリアン」なんて言ってる人もいるけどわかる気がします。
森山：私はその考えは逆なんじゃないかと思いますね。実は地球上で最も繁栄している生物って昆虫だとも言えるんですよ。昆虫は大体100万種ぐらいいることが知られていて、これってもう全ての生物の中で圧倒的に多いんです。
身の回りを見渡しても、なかなか哺乳類を10種以上見つけることはできないと思うんですけど、昆虫だったら10種どころか100種とかそういうレベルで簡単に見つけることができる。
だから、昆虫が地球上で異色の生物というのは人間からそう見えるだけであって、昆虫からしてみると哺乳類の方が「たまに見る四足歩行の変な動物」ぐらいの感覚だと思います。
――昆虫視点、面白いですね！ なんでも自分中心に考えてはいけませんね。
トコジラミはシラミじゃなくてカメムシの仲間
――森山さんがメインで研究されているものって何なんですか？
森山：結構いろんなものをやってまして、どれがメインっていうことはあんまりないんですけど、カメムシが多いですね。
――カメムシっていうと独特の臭いを思い浮かべちゃうんですが、そもそもなぜカメムシは臭いんですか？
森山：カメムシの胸のところに特別な器官が付いていて、そこから臭い物質をプシューッと出すんです。いじめられた時に出すので、何もしてない時はあまり臭くないですね。
――お尻かと思ってました。あと、瓶にカメムシをいっぱい詰めたら自分達の臭さで死ぬ、というのは本当ですか？
森山：はい、本当に死んじゃいます。採集に行った時、調子に乗ってたくさん容器に詰めたら全滅しちゃってたことが結構ありますね。
――へえ！ てっきり都市伝説かと。何で死んじゃうんですか？
森山：臭いの物質って思っている以上に攻撃力が高いんですよね。だから、狭いところにギュッと集めちゃうと、自分達もダメージを食らってしまう。それぐらい刺激の強い物質でないと敵を追い払えないんだと思います。
――なるほど。人間にとっては臭いだけに思えますが、体に害はありますか？
森山：はい。目に入ったことがあるんですけど、1週間くらい目やにが出続けました。あと、プラスチックを溶かしちゃったりします。
――ええ！ 恐るべしカメムシ。研究のためとはいえ大変ですね。
森山：他にはトコジラミの研究もしています。毎週自分の腕から血をあげて飼うこともありましたね。
――かなりショッキングですね。痒くならないんですか？
森山：刺されたときの反応は人によって違って、1回刺されると数週間から数カ月間、腫れとかかゆみが続く人もいますが、私は1時間で治っちゃうぐらい軽傷で済みます。だから同業者からはすげえ才能あるなって言われるんです（笑）。
――トコジラミって、最近の日本だと電車やホテルでよく見かけるようになったと話題になりましたが、研究者から見た対処法ってあるんですか？
森山：出先で自分の服に紛れて持ち込んでしまうのが心配な場合は、服などを帰ったらちゃんと洗濯乾燥機にかけることを心がけると良いと思います。しっかり熱で乾燥させることが重要なようです。
――洗濯乾燥で除去できるんですね。ホテルで心配な場合は、服やカバンをビニール袋に入れて縛ると良いって聞いたことあるんですが、これは効果ありますか？
森山：効果あると思います。基本的に彼らは人間が寝ているときに活動するので、心配なら寝る前に荷物をビニール袋に入れるといいかもしれません。あと、トコジラミは血を吸ってるんで、カサブタみたいな黒い糞を残すんですよ。だから、私はホテルでベッドの足元を見てこの黒い点々がついてないか一応チェックしたりします。
――なるほど。でも、カメムシの研究が多いと言っていましたが、シラミも研究しているんですね。
森山：いえ、トコジラミはシラミじゃなくてカメムシの仲間なんですよ。
――え、そうなんですか!? でも、トコジラミとカメムシってあまり見た目は似てませんが、共通点はどこなんですか？
森山：カメムシ目に含まれるカメムシの仲間は、口がストローみたいになってて、植物もしくは動物の汁を吸って成長するんです。トコジラミは血を吸うカメムシというわけですね。ちなみに、アブラムシとかセミやアメンボもこの仲間に入ってきます。
――セミまでカメムシの仲間なんですか。カメムシの仲間が想像以上に多くて驚きました。
