研究のきっかけ

　１年生の時からダンゴムシとワラジムシを飼っているが、甲らの色がだんだん薄（うす）くなってきたような感じだ。「飼い方が悪かったのかな？」それとも「甲らが色白になる条件があるのかな？」と気になった。また、ダンゴムシもワラジムシも土にもぐることが多くなり、その土の色が黒くなっていることにも気がついた。「甲らの色と関係があるのかな？」と思い、調べることにした。

予想

　飼育ケース内では「自由に動けない」「危険がないので身を守る必要がない」「栄養がかたよる」「一日の変化がない」など、自然の中で生活するのとは違っている。そのために甲らの色が変わるのだろう。ダンゴムシは家の周りでよく見かけるので、日光が特に関係していると思う。
　さらに、動き回るスペースが少ないから、土の中にもぐって運動しているのだ。そのため、土がやわらかくなり、糞（ふん）と混ざって黒っぽくなるのだと思う。ミミズや微（び）生物も黒くてフカフカな土にするというから、ダンゴムシもワラジムシも、豊かな土づくりをしていると思う。

【実験１】甲らの色はどんな場合に変化するかを調べる

（1）５つの場合＝①運動させる（毎日１時間、50㎝のコースを行き来させる）②運動させない（何もしないで飼うだけ）③餌（えさ）にカルシウム（コンクリート・シジミの貝殻・卵の殻・イカの甲）を与える④一日中暗闇ですごさせる⑤日光浴をさせる（ただし夏場は木陰に置く）＝で飼育し、甲らの変化を観察する。

《方法》

５つの飼育ケース（縦14㎝×横22㎝×高さ16㎝）それぞれに土、葉、石を入れ、ダンゴムシとワラジムシ各５匹をそれぞれのケースに入れて４週間飼育した。色の変化は１週間ごとに「グレースケール」と比べて判定した。各５匹の甲らにペイントマーカー（白・黄・赤・緑・青）で印をつけて区別した。顕微鏡で甲らを観察した。（２）各飼育ケースの土の変化を観察した。

《分かったこと》

①ダンゴムシもワラジムシも、運動やカルシウム、日光が不足すると、甲らの色が薄くなる。運動をさせ過ぎても、甲らは茶色系に薄くなった。濃い色のまま、ほとんど変化しなかったのはカルシウムを与えた場合だった。
②甲らの色だけでなくツヤや厚さ、足の色、踏ん張る力、動きの素早さなども変化した。
③運動しないとダンゴムシは1カ月も脱皮せず、体が小さいままで、甲らの色は薄くツヤがなくなり、動きが鈍くなった。ワラジムシは体の幅がせまいままで、甲らの色も薄くなるが、ツヤや素早さは良いままだった。ふだんよく動き回るダンゴムシは運動が必要だけど、じっとしていることが多いワラジムシは、運動が少なくても、甲らの色以外には体に影響が少ないことが分かった。
④運動をさせすぎると、ダンゴムシもワラジムシも、甲らの色が薄くなり、茶色系になり、ツヤもなくなることが分かった。ダンゴムシは、茶色と灰色のまだら模様になった。
⑤カルシウムは、ダンゴムシもワラジムシもともに大切で、甲らの色やツヤ、厚さ、体の大きさ、足の速さ、ふんばる力など、たくましさをつけるためのものだった。特に動き回ることの多いダンゴムシは、効果が大きかった。ふだんよくコンクリートに上ってかじっているのは、カルシウムを食べていたからだ。
⑥ずっと暗闇にいると、特にワラジムシの甲らが一番、グレースケールで４段階も薄くなった。それも縁まわりが先にどんどん薄くなり、透けて見えるようになった。ダンゴムシもワラジムシも足が白く細くなり、ふんばる力も弱くなった。さらにダンゴムシは２週間目、ワラジムシは４週間目から次々、突然死んでしまった。でも死がいが1つもなかったので、共食いが起きてしまったのだ。やはり光も必要だ。
⑦ダンゴムシとワラジムシは、体のつくりやふだんの生活に違いがあるので、影響を受ける条件も違う。
⑧甲らの色が薄くなるのは、甲らの細胞の色が抜けてくるからだ。黒っぽい灰色が抜けたら、その下地は茶色系だった。まだら模様に見えるのは、１つ１つの細胞が別々の速さで色が抜けたためだ。
⑨色が薄くなるということは、同時に甲らの厚さも薄くなる、ツヤもなくなる、足も白く細くなり、体も弱っていくということだ。
⑩体を丈夫にして生きていくためには、カルシウムも運動も光も、ダンゴムシとワラジムシの体と生活に合うような適度な量が必要だ。

〈土について〉

カルシウムたっぷりで元気のよいダンゴムシとワラジムシのいた土が、一番黒っぽくフワフワになり、葉の切れはしや糞が多く積もって、豊かな土づくりをしていた。カルシウム、運動、光は土づくりにも影響していた。

【実験２】土にいる生き物によって、食材が分解される様子を観察する

《方法》

　ダンゴムシ（10匹）、ワラジムシ（10匹）、ミミズ（10匹）、ボカシ肥（光合成細菌・乳酸菌・酵母菌などの微生物）それぞれを入れた土と畑の土に、食材（軟らかいモミジの葉・少し硬いアジサイの葉・キャベツ・トマト・キュウリ・煮干し）の下半分を埋めて変化をみた。

《分かったこと》

　ダンゴムシとワラジムシによる土と、「土を豊かにする」と言われるミミズ、ボカシ肥、畑の土と比べてみたが、条件が良くなかったので食材が腐（くさ）ったりウジがわいたりして、結果は分からず、ダンゴムシとワラジムシが弱ったり、ミミズが死んだりした。しかしボカシ肥の微生物は、そんな悪い条件でもちゃんと食材を分解し、フカフカの良い土づくりをした。畑の土もウジはわいたが、分解していた。土の中の微生物が働いていると言える。

【実験３】土がない状態で、生き物に食材が分解される様子を観察する

《方法》

土の代わりに、水で湿らせたキッチンペーパーの上に、水分が少なく、腐りにくい食材（モミジの葉・アサガオの葉・かつお節）を置く。暑さに弱いミミズは使わず、ケース①にダンゴムシ10匹、ケース②にワラジムシ10匹、ケース③にダンゴムシとワラジムシ各５匹とボカシ肥の善玉菌の微生物の液、ケース④には善玉菌の微生物の液だけを入れる。食材が分解される様子と糞が積もる様子を観察した。

《分かったこと》

①食材の分解は、土ありの実験２よりも、かなり遅かった。このことからも「畑の土には微生物がたくさんいて分解をしている」と言える。
②ダンゴムシとワラジムシ、微生物を一緒に入れたケースでは、糞がほとんど残っておらず、スカスカに風化している糞も見つけた。ダンゴムシだけ、ワラジムシだけのケースでは、どちらも糞は1カ月もそのままの形で残っていた。微生物が糞を分解していたのだと分かった。
③微生物が葉を、葉の状態から分解するよりも、ダンゴムシとワラジムシが食べて糞にしたものから分解する方が早い。
④ワラジムシは葉をトロトロに溶かしてから、引きちぎるようにして食べる。糞の中には葉や葉脈の切れはしがない。ダンゴムシは葉をただかじるだけで、糞には枝や葉のかけらがそのまま出てくる。ワラジムシには食材を分解する（溶かす）力があるが、ダンゴムシにはない。
⑤ワラジムシだけのケースでは、土あり実験ではカビやウジがわきにくかった。土なし実験では、いやなにおいがせず、微生物のケースと同じようにシートが茶色く染まった。ダンゴムシだけのケースは、シートが茶色に染まらず、カビやウジ、においがひどかった。ワラジムシには腐れを予防する力があるのかもしれない。
⑥ダンゴムシとワラジムシ、微生物では、それぞれ食材の分解の仕方が違う。分解する速さは、１カ月くらいで、ほとんど同じだった。
⑦ダンゴムシとワラジムシが食材を食べて糞を出し、それを微生物が分解して豊かな土をつくるといった仕組み、流れを見ることができた。
⑧ダンゴムシやワラジムシ、微生物などが土と良い関わり合いをもち、お互いを元気にしていることが分かった。

感想と反省

　甲らの色が薄くなる仕組みを、顕微鏡で発見し感激した。適切なものさし（グレースケール）で、色の変化を定期的に記録していくと、判断しやすいことが分かった。しかし測定のために、動き回るダンゴムシやワラジムシを取り出して、じっとさせるのに時間がかかり、50 匹を1日中かかってやるのは大変だった。１匹ずつマーカーで印をつけたが、脱皮して消えてしまったのは予想外だった。夏の暑さでダンゴムシやワラジムシ、ミミズが死んでしまい、申し訳なかった。実験は先を見通し、いろいろな場面を考えて進めなければならない。「生き物や土はみんなつながっているのだ」と、うれしくなった。