廊下のむし探検

このブログではマンションの廊下にでてくる「むし」の紹介とカメラを使ったちょっとマニアックな趣味を紹介します

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虫を調べる ウンカ

先日、小さなウンカのような虫を見つけました。採集して顕微鏡で覗いてみると、びっくりするような構造が見えました。そこで、少し調べてみることにしました。

イメージ 1

見つけたのはこんな虫です。

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実体顕微鏡下でちょっと翅を広げて写してみました。体長は5.8mm、前翅長は6.4mmです。セミのような感じの虫ですね。セミもウンカも共にカメムシ目に入っています。この中で、前翅がこの写真のように一様な膜質でできているものを同翅亜目、翅の途中までが革質でできていて、先端が膜質でできているのを異翅亜目と呼んでいます。前者にはセミ、ウンカ、ハゴロモ、カイガラムシ、キジラミなどが入っていて、後者にはカメムシの仲間が入っています。従って、これは同翅亜目ですね。

同翅亜目の科の検索は「原色昆虫大図鑑III」に載っています。この写真の個体は、たぶんウンカ科だと思いますが、それに関係する検索表の部分を抜き出してみると次のようになります。

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いつもと同じようにこの検索表に沿って特徴を調べていけば良いのですが、まだ、部位の名前で分からないところがいくつかあるので、今回はこの検索表に載っている部位を見つけることを中心にし、さらに、面白そうな構造を見つけて写真に撮ることにしました。

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まず、カメムシ目はセミのような長い口吻を持っていて、そこから植物の汁や動物の体液を吸うようになっています。その部分を載せます。これも細長い口吻を持っていますね。

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次は横から撮ってみました。翅の点線で囲んだ部分を爪状部と呼びます。爪状部の中に含まれる翅脈を爪状部脈と呼ぶようです。翅の付け根には肩板があります。

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翅を調べてみます。翅脈の名称を書いた文献がまったく見つからなくて困っていたのですが、根気よく探していたらようやく見つかりました。この写真の中の翅脈の名称は、次のプロシーディングスの中の論文に従ってつけています。

S. Nasu, "Rice Leafhoppers", in "The Major Insect Pests of the Rice Plants" - Proceedings of a Symposium at The International Rice Research Institute (1960), pp. 493-523. (ここから本文を読むことができます)

ただし、その後の論文を見ても、名前の付け方はまちまちで、現在はどれが一般的なのかはよく分かりません。今回の検索表では、爪状部脈が合流してY字型になること、爪状部脈に顆粒がないこと、爪状部脈が爪状部の先端に達せず、内縁に終わること、それに、前縁部がないか、横脈のない小さな前縁部を持つ、ということが関係しています。爪状部脈は前翅の1A脈と1B脈、及び、その合流部分を指していますが、それについてはその通りかなと思うのですが、前縁部というのがよく分かりませんでした。

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次は頭部の拡大です。複眼の下に単眼が見えます。単眼の位置も検索項目になっています。また、検索項目にある肩板が今回はっきり見えますね。検索項目にはないのですが、触角が変わっているので、更に拡大してみました。

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こんな感じになりました。黒い突起はsensoria(感覚子)だそうです。面白い構造をしていますね。鞭節の根元が膨らんでいますが、節がないことも検索項目の一つになっています。

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次は脚です。跗節は3節からできているようですね。変わっているのは後脚の脛節末端についている奇妙な構造です。これは検索表で可動性の距と書かれているものだと思います。たぶんウンカ科に特有の構造ですね。ちょっと拡大してみましょう。

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各節の末端には奇妙な棘が何本も出ていますが、脛節末端の可動性の距は特に変わっています。さらに、拡大してみます。

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こんな形です。跗節は地面にべったりつくので、脛節の末端にあるこの距で地面を支えてジャンプするのでしょうね。ジャンプの途中で角度が変わっても、それに対応するようになっているのかな。

さて、ウンカについては以前、幼虫がジャンプするときに、左右の後脚の動きを同期させるための歯車があるという論文を紹介しました。

M. Burrows and G. Sutton, "Interacting Gears Synchronize Propulsive Leg Movements in a Jumping Insect", Science 341, 1254 (2013). (ここからpdfがダウンロードできます;また、「ウンカ 歯車」で検索すると記事がいろいろ出てきます)

この論文をさらに読むと、歯車は次第に摩耗して、成虫になると歯車はなくなり、単なる半円形の突起になり、左右の突起が互いに摩擦することによって同期がかかると書かれていました。ちょっと興味が湧いたので、それに関連した論文も読んでみました。

M. Burrows, "Energy storage and synchronisation of hind leg movements during jumping in planthopper insects (Hemiptera, Issidae)", J. Exp. Biol. 213, 469 (2010). (論文はこちらから読むことができます)

それによると、ジャンプには神経の働きと機械的な仕組みが協調して起きますが、左右の脚の動きを同期させることと、ジャンプの直前までエネルギーを貯めておくことが重要だそうです。バッタなどでは、左右を同期させる機械的な仕組みはないのですが、それでも両者は同期して飛ぶことができます。バッタでは片脚だけになってもうまく飛ぶことができますね。ウンカの場合には、同期させるための機械的な仕組みが備わっています。その部分を写真で見てみましょう。(追記:「歯車は次第に摩耗して」と書いたのは私の勘違いでした。"The gear teeth are lost"という文の読み間違いでした。ちょっとお恥ずかしい。実際に書いてあるのは、幼虫の時にあった歯車は成虫ではなくなります。これはおそらくホルモンの変化であると考えられます。にも関わらず、成虫の方が幼虫よりよく跳ねます。成虫は歯車の代わりに摩擦という方法を使っています。歯車は歯がこぼれると性能が落ちますが、幼虫時代は何回か行う脱皮の時に修復できます。でも、成虫になるとそれができなくなるので、より実効的な方法を用いているのでしょうとのことでした

イメージ 11

後脚の転節の矢印で示した部分が接しているところがその機構になります。もうちょっと拡大してみます。

イメージ 12

半円形の部分がよく分かるようになりました。趣味的にもう少し拡大して見ます。

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この部分が接しているので、片方が動くと、摩擦により、もう片方も同じ方向に動き、それがきっかけになり筋肉の伸縮が起きてジャンプするという仕組みのようです。幼虫ではこの部分に規則的な突起ができていて、それがまるで歯車のように見えたのでした。

この部分にはゴムのようなタンパク質レシリンがあるとされていて、論文ではUV光を当ててレシリンからの青い蛍光を観察していました。そこで、私もUV-LEDの光を当てて観察してみました。

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すると、先ほどの半月形の突起の縁の部分が蛍光でよく光ることが分かりました。この部分にレシリンが入っているのかもしれませんね。この撮影をするのには、顕微鏡全体を黒い布で覆い、その中に入ってUV-LEDをウンカに当てながら露出1秒で撮影しました。得られた写真は露出が足りなかったので、デジタルで増感しました。

これまでハエばかり観察していたのですが、別の昆虫にはまた別の面白い構造がありました。まったく昆虫には飽きることがありませんね。

追記:ネットを見ていたら、エゾナガウンカというのに似ているような・・・

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ウンカの触覚がこんな風になっていたなんて!感覚子というんですか。ジャンプの秘密も知りませんでした。
驚きがいっぱいで大変勉強になります! 削除

2015/3/25(水) 午後 8:12 [ ほし ] 返信する

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お早うございます。私も顕微鏡を覗いてみて驚きました。小さな体なのにいろいろな秘密が隠されていますね。これだから虫観察はやめられませんね。

2015/3/26(木) 午前 7:54 [ 廊下のむし ] 返信する

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各所に面白い構造と機能を備えた虫ですね。
何処かのテレビ局があの弾ける様な跳び方を、スーパースローカメラで撮影して見せてほしいものです。
バッタの様に脚力で跳ぶものから、トビムシやウンカなど独特の跳ぶ為の構造を持つに至った過程など、非常に興味深いですが、深みにハマるのも恐ろしい(笑) 削除

2015/3/26(木) 午後 3:13 [ 通りすがり ] 返信する

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虫を詳しく調べてみると本当に面白いですね。こんな構造があるとは思いもよりませんでした。もとの論文は高速度カメラで撮影して機構を調べていたので、ひょっとすると論文の付録で動画も出ているかもしれませんね。もっとも、私も深みにハマるつもりは全くないですけど・・・(笑)。

2015/3/26(木) 午後 4:53 [ 廊下のむし ] 返信する

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ウンカの触角にこんな物がありましたか。面白い見た目ですね。
受け取っているのは何でしょう、フェロモンか何かでしょうか。
後脚の歯車構造もそうですが、一体どれだけの世代を重ねてこんな物を獲得してきたのやら…。 削除

2015/3/26(木) 午後 10:01 [ MSWi ] 返信する

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感覚子の働き、私も気になって文献を探してみたのですが、結局、見つかりませんでした。上で紹介したNasu氏の論文では、幼虫の齢を重ねるごとに少しずつ数が増えてくる絵が出ていました。面白そうなのですが、注目する感覚子が何に応答するのかを調べるのは結構面倒くさいのかもしれません。私は詳しくないのですが、ひょっとしたら細胞に針を刺す電気生理学的な研究が必要なのかも。

「新訂原色昆虫大図鑑III」では、ウンカ科の短い説明に「顕著な可動性の距を有する」と書いてあるので、こんな形の距を持つのはウンカ科だけかもしれませんね。いったいどうやってできてきたのでしょうね。

2015/3/27(金) 午前 5:23 [ 廊下のむし ] 返信する

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コメント失礼します(* >ω<)
幾つか記事を読ませて頂いて、自然にコメントしたい!って感じちゃいました♪
私もあなたのブログを参考にしちゃいたいと思います♪
バイナリー&私の秘密の毎日(笑)もアップしているので是非身に来て下さいね♪ 削除

2015/3/27(金) 午前 9:49 [ ゆうママ ] 返信する

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