研究の動機

　小さい頃から生き物が好きだ。小学生の夏休みには毎年セミを対象に自由研究をした。中学生になってからは、自分なりの幾つかの仮説の中からとくに興味深く感じた、羽化時の〝フェロモン追跡説〟をメインテーマに、検証に取り組んできた。今年も自説の証明を目指したい。

これまでの研究

　木枝などの特定の場所に、セミの抜け殻が多数集まった塊（かたまり）が見られる。地面から出てきたセミの終齢幼虫が羽化場所を決めるために、先に羽化した先輩ゼミの後を追って行く習性があり、それを誘導し、後輩が追跡するフェロモンをもつのではないかと考えた。
　屋外観察や室内実験では、先輩ゼミのつめ跡などをたどる足跡追跡の可能性も、目で見て抜け殻地点に向かう目視追跡の可能性も否定される。途中のルートにかかわらずセミたちは最終地点に集まるのだから、それは〝集合〟フェロモンではないのか。
　ところが２匹同時スタートで羽化実験をすると、２匹は集まるどころか、逆に離れようとしてルートが乱れた。セミと同じカメムシ目のカメムシもフェロモンをもつ。カメムシのフェロモンは、弱く漂う程度だと個体同士が互いに寄り合う〝集合〟フェロモンとして働くが、強く噴射されると互いに分散させて逃がすような〝警戒〟フェロモンとして作用することが知られている。セミの幼虫がもつのも〝集合警戒フェロモン〟かもしれない。さらにフェロモンだけでなく、ほのかな光へと向かって進む「走光性」が備わっている可能性も示された。
　今回の研究では①集合警戒フェロモンの存在・作用の確認②走光性の確認をテーマに追究する。

屋外での自然下羽化観察

　自宅に隣接する横町公園のサクラ「すずなりの木」周辺で毎日観察する。驚くほど多数のセミが一気に〝すずなり〟状態で羽化することから、僕が名付けた。

《結果と考察》

今年も、先輩ゼミの通った道を後輩がたどる様子は見つけられなかった。それどころか、今年は個体数が極端に少なく、羽化前の幼虫を見つけること自体が困難だった。抜け殻が集まっている様子はいくつか見られた。

室内カーテンでの羽化観察実験

　地上に出て来た終齢幼虫を自宅のカーテンで羽化させ、たどったルートや様子を観察する。

《方法》

夕方、穴から出て来た幼虫を捕獲し、手で温めたり振動を与えたりしないで、急いで自宅に運ぶ。必ず同じカーテンの同じ場所から上らせる。すべての動きをビデオ撮影する。朝になり、羽化したセミが完全に飛べる状態になってから逃がす。抜け殻はそのまま残しておく。

《結果と考察》

7月31日から８月6日まで原則毎日１匹ずつ（8月５日は２匹同時で）、計８匹を観察した。幼虫たちの軌跡には、ルートの位置や角度に共通性が見られた。先輩ゼミの脱け殻に寄っていく様子、それに触れてから先へ進む様子も見られた。２匹同時スタートでは、明らかに互いに離れる様子も観察できた。〝集合警戒フェロモン〟が存在し作用していると考えられる。また、実験の初日に間違って室内の右側の照明をつけたまま、幼虫を上らせてしまった。あわてて消すと、幼虫は左側のライトの方向に頭を向けた。やはり光に敏感な感受性を示し、走光性を備えていることが推察される。

室内Ｙ字実験

　Ｙ字状に分かれたサクラの両枝先に、昨年の古い抜け殻、前日採集した新しい抜け殻を付けて、幼虫がどちらの枝で羽化するかを調べる。

《方法》

古い抜け殻はそのままの状態、新しい抜け殻は、人工臭を消すために10日間ほど天日干ししたガーゼで包み、外から姿が見えないようにした。実験条件を抜け殻が新・旧それぞれ１個、３個、５個の場合、枝の左右、細枝・太枝の場合と変えた。枝先は互いに約80cm離れている。実験場所は玄関内で、窓や鏡など、何らかの光の影響を及ぼしかねないものは全て段ボール箱で覆った。

《結果》

計８匹の幼虫で観察した。抜け殻の数が新旧各１個の場合を除き、各３個、各５個の場合に全て、幼虫は新しい抜け殻の枝で羽化した。枝の太さには関係がなかった。

《考察》

Ｙ字分岐点にいる幼虫に対して、新しい抜け殻１個では発するフェロモンが十分ではない。新しい抜け殻が３個以上あれば、50～60cmの距離で誘引作用が認められる。セミの羽化に至るまでの活動に、フェロモンが作用しているという自説を裏付ける結果だ。

屋外段ボール箱実験

　羽化直前の幼虫がもつ走光性を確認する。

《方法》

内側に黒いパイル布を張った段ボール箱を用意し、四隅の角の１カ所に穴を開けて、そこから光が入るようにした。羽化するために地面を歩いている幼虫にかぶせ、しばらく待ってから中の幼虫の様子を観察した。

《結果》

かぶせてから数分後に見たら、光の穴から５cmも離れていない位置で、すでに羽化体勢に入っていた。

《考察》

素早い羽化体勢だった。幼虫はあまり歩き回ることなく、光を求めてすんなりとその場所に進んだようだ。しかし実験はこの１回だけだった。今年は個体数が非常に少なかったからだ。幼虫の走光性を確定するには、さらに実験が必要だ。方法についても、段ボール箱の幼虫の様子が見えないからといって、こまめに中をのぞいては幼虫の行動や羽化にも影響する。何らかの工夫が必要だ。

まとめ

　羽化へと向かうセミの終齢幼虫は、集合警戒フェロモンと走光性を備えているという自説を裏付けることができた。
集合警戒フェロモンの役割：接触事故で羽化が失敗しないように、「警戒作用」によって仲間同士の距離を調整する。抜け殻に残った程度に少なくなると「集合作用」に転じ、羽化成功地点に仲間を多く引き寄せることで、羽化の成功率を高めている。
走光性について：終齢幼虫にはすぐれた光の感受性があり、羽化に適した時間や空間を光で判断する能力をもつ。それにより、日中の強すぎる光を避けることで、危険の少ない夜間を選べる。地中の闇から出て、ほのかな光を目指すことで、羽化に適した高さと広さを選べる（なお、昼夜の判断には温度も感じていると考えられる）。

感想

　セミの研究は９年目になるが、今年はなぜか極端にセミが少なく、実験のために個体を確保するのが難しかった。実験で使った幼虫の動きを予測できるようにもなり、「ここで向きを変えるはず」「そろそろ足を止めるだろう」とか、思い通りに動く幼虫を見て面白かった。自分の仮説に大いに自信を深める結果を得たが、今後さらに確認の数を増やす必要がある。新しい検証法も考案していきたい。