フンコロガシはなぜ空を見ながら糞を転がすのか

星を利用する高度なGPS能力を神経科学的に初めて解明

2015.08.27
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フンコロガシはその優秀なナビゲーション能力を駆使して、空腹の仲間たちから遠く離れた場所までごちそうの糞玉を一直線に運んでいく。(Photograph by Norbert Wu, Science Faction/Corbis)
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 頭を地面に、おしりを空に向けて、後肢で巨大な糞玉を蹴ってまっすぐに進むフンコロガシ。意外なことに、彼らは天空の光を頼りに方位を見定めているという。

 あの小さな昆虫が巨大な糞を転がしながらどうやって進む方向を決めているのかについては、長い間研究が続けられてきた。現在では、フンコロガシが空から得る情報を利用していることが判明しているが、彼らがあの小さな脳の中でそれをどのように処理しているのかは、いまだ謎に包まれている。(参考記事:「天の川を見て方位を知るフンコロガシ、日中は?」

 先日、スウェーデンと南アフリカの研究者チームが、この疑問の答えに一歩近づく内容の論文を学術誌「Proceedings of the National Academy of Sciences」に発表した。これによると、日中に活動的な種と夜間に活動的な種とでは、方位を知るためにどの情報を利用するかも、体内のGPS(全地球測位システム)も異なるという。

 英サセックス大学で昆虫のナビゲーション能力について研究しているポール・グラハム氏は述べている。「彼らのチームは以前、フンコロガシの行動を中心に研究を進めていました。今回の論文が素晴らしいのは、フンコロガシの脳の働きに迫っていることで、これは非常に大きな進歩です」

昼夜かまわず

 スウェーデン、ルンド大学の博士研究員バジル・エル・ユンディ氏率いる研究者チームは、南アフリカでフンコロガシの脳を調べる実験を行った。フンコロガシは動物の糞を見つけると、その一部を削ぎとって丸め、できあがったごちそうの玉をひたすらまっすぐに転がしていき、他の仲間から遠く離れた場所でこれを食べる。

「実験ではまず、フンコロガシに糞玉を与えます。すると彼らは玉の上に乗って、しばらく方向を見定めるためのダンスを踊ってから下に降り、特定の方向に向かって玉を転がし始めるのです」とエル・ユンディ氏は言う。

 フンコロガシが玉を転がし始めたら、研究員たちは鏡を使って、彼らが太陽や月のある方向を勘違いするように仕向ける。フンコロガシがどんな要因によってコースを調整するのかを見れば、彼らがナビゲーションにおいて太陽あるいは月にどれだけ頼っているのか(もしくは頼っていないのか)を知ることができるというわけだ。

 その結果、昼行性の種は、日中は太陽を、夜間は月をナビゲーションに利用していることがわかった。一方、夜行性の種は少々奇妙だった。明るい光がある日中、彼らは太陽を利用して方向を見定めている。そして空に月と星の光しかない夜間には、太陽光と月光が地球の大気で散乱してできる偏光パターンを利用するようになる。この偏光パターンは人間の目には見えないが、昆虫たちは見ることができる。

 人間が頼りにするコンパスはつねに北を指す。しかし夜行性のフンコロガシは、移り変わる光に対応する「動的なコンパス」を体内に持っているのだとエル・ユンディ氏は言う。

五分の神経?

 エル・ユンディ氏のチームはまた、フンコロガシのニューロン(神経細胞)をくわしく調べた。すると、夜行性のフンコロガシの脳にある方向を感知するニューロンは、昼と夜とで違う反応を示すことがわかった。日中、彼らのニューロンは太陽の位置に反応し、夜になると偏光に反応するのだ。

 ナビゲーションに太陽と月だけを利用する昼行性の種のニューロンでは、そうした昼夜の切り替えは起こらなかった。明るい日中に行動するのであれば、太陽を頼りに方角を見極めるのは難しいことではない。しかし夜間の月光は、さほど明るくない上に不安定だ。だから夜行性のフンコロガシは、ナビゲーションの際に頼る情報を、薄暗い月光から空いっぱいに広がる偏光に切り替えて、脳に最大限の視覚情報を送っているのではないかと考えられる。

 とはいえ月の出ない夜など、その偏光さえない場合もある。エル・ユンディ氏によると、そんなときには彼らは天の川の光を利用しているのだという。

「脳がどんな行動を生み出しているのか。それを調べることが神経科学の目的であることを私たちは忘れがちです」とグラハム氏。「動物の理にかなった行動を見ると、美しいと思います。それがフンコロガシのような愉快な行動であればなおさらです」(参考記事:「踊る動物に音楽誕生の謎を探る」「驚くべき動物の帰巣本能」「あえてジグザグに進むアリの賢い行動を解明」

文=Rachel A. Becker/訳=北村京子

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