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小型であるがゆえの適応戦略
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昆虫の大まかな定義を述べれば｢六本脚｣
｢複眼｣ ｢外骨格｣をそなえ ていることにある。外骨格とは、脊椎動物の骨格のように体の内部 に形成される内骨格に対して、体の表面を覆って形成される殻など の硬い構造物のことをいう。早い話がカブトムシなどの昆虫に見る ｢甲｣、すなわち硬い外皮である。ふだんあまりにありふれて見える 外骨格だが、実はこれが、昆虫がなぜ小さいかという構造上の秘密 を解き明かしてくれる。 生命の歴史の中で｢進化のビッグバン｣と呼ばれた５億年以上もさか のぼるカンブリア紀のさまざまな生命デザインから現在の生物は生 まれた。脊椎動物であるヒトの遠い遠い祖先は、ナメクジウオによ く似た｢ピカイア｣と呼ばれる生物である。脊椎の原型である脊索を 持った生物だった。すべての脊椎動物の祖先である。 これに対し､無脊椎動物である昆虫の遠い遠い祖先にあたるのが｢ア ユシュアイア｣と呼ばれる生物である｡多くの節と十数本の脚を持ち カイメンに似た生物に付着して、これを食する生活していたと推測 される。一種の寄生生物であるといっていいだろう。 進化のビッグバンを展開したカンブリア紀の海から発達した脊椎動 物と無脊椎動物。その進化の流れは、やがてさまざまな生存戦略を 駆使して地上における適応を獲得していく。脊椎動物のうち恐竜は 内骨格を支えとしてそのサイズを巨大化させる方向へ向かい、２億 ５千万年もの長きにわたって地上の覇者となった。 ところが脊椎動物は、元来、体の構造上からいっても小さくなるこ とが実は困難なのである。例えば体内に栄養と酸素を送る心臓を見 てみよう。心臓の鼓動数は動物の体が小さくなるほどに多くなる傾 向がある。理由は｢ゾウの時間とネズミの時間｣という本に詳しい。 体長がわずか数センチしかない｢トガリネズミ｣は、おそらく哺乳類 がこれ以上小さくなれない大きさの見本だろうといわれる。なぜな ら彼らの心臓は１分間に500回も脈を打つ､これが心臓鼓動数の限界 だと考えられているからだ。これに対し、無脊椎動物である昆虫は 外骨格のゆえに一定以上の大きさにはなれないのだという。それは いったい、どうしてなのだろうか。 史上最大の昆虫は、およそ３億年前の石炭紀にいたといわれる原ト ンボ目のメガネウラ・モニーと呼ばれる巨大トンボである。翅を広 げた長さがおよそ60cm、体長は70cmもあった。 このトンボの胴体に類似した円柱を昆虫の外骨格と同じ｢クチクラ｣ で作って巨大化のシミュレートをした学者がいる。クチクラとは別 名キューティクル(cuticle)ともいい､生物の外表面に分泌される角 質層の総称で、角皮とも呼ばれるものである。 このクチクラで作られた円柱は、直径が50cmを超えたあたりで歪み 始め、やがて潰れたという。自重に勝てないのだ。外骨格は巨大化 には適さないのである。現に、昆虫でこのメガネウラ・モニーを超 える大きさのものは、今のところ出現していない。 現存する無脊椎動物で外骨格が最も大きなものは、日本近海に棲息 する｢タカアシガニ｣である。足を広げた長さが４ｍにもなるといわ れるこの巨大ガニは水中ならではの大きさであり、陸に上げると重 力に耐えかねて、ほとんど動くことができなくなってしまう。 巨大化に向かうのではなく、小型化せざるをえなかった昆虫たちは やがて小型であることの利点を、進化戦略の中で活かすことになっ た。そのひとつが｢気管系｣と呼ばれる生体のシステムであろう。 昆虫における気管とは表皮の一部が細管を形成して体組織内に入り 込んだ呼吸器官で、体外への開口部は｢気門｣と呼ばれている。この 気門から取り込まれた酸素は体中に張り巡らされた気管を通じて全 組織に直接送り込まれる。体内でエネルギーを作り出すための酸素 を直接しかも一気に体中に効率よく送り込めるこの生体システムも 小型であるからできることなのだ。 こうした酸素運搬のシステムにより、昆虫は哺乳類に比して10倍以 上の瞬発的筋肉運動が可能になったといわれる。これが、昆虫の機 敏な動きを支える生体システムの秘密のひとつである。そして先に 述べた､極めて高い動体視力を生み出す時間分解能力を持った複眼｡ これもまた機敏な動きを支える生体システムのひとつであり、小型 化戦略の中から生み出されたものだといえる。 複眼の利点のひとつは、各個眼のピントが常に合っていてずれない ことである。ヒトの目は、絶えず目標となるものに対してピントを 合わせ続けなければならないが、複眼にはピント調節機能の必要が ないのだ。この機能が高い動体視力をもたらす源なのではないだろ うかといわれている。 個眼が集まった複眼では、その焦点距離が極めて短くてすむ。例え ば網膜までの焦点距離は皮膚１枚程度の距離ですむのだ。もし複眼 の機能を１個の単眼で実現するとすれば、まず焦点距離が長くなら ざるをえず､また360度近い視野を実現するためには、とてつもない 大きさのレンズが要求されるだろう。昆虫の頭にこんな大きな眼球 を乗せることは不可能である。複眼もまた、コンパクトに生体シス テムを作り上げる昆虫の進化戦略になくてはならないものだった。 しかも、昆虫における神経素子は 脊椎動物に比べるとおよそ100万 分の１しかないという。たったこれだけの神経素子で情報処理をし ながら、飛翔や餌の獲得においてヒトの眼以上の働きをするのが昆 虫の複眼なのである。その情報処理、情報戦略の妙については、後 に改めて記すことにして、ここではまず、昆虫が持つ生存戦略の具 体例に入ろう。彼らの生存戦略は、実に多様である。しかもそのス タイルは、脊椎動物とは、大いに異なっている。 |
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