高い音域のブーンという音が耳に聞こえると、それはメスの蚊が血を求めて活動している明白なサインです。メスのみが吸血するためです。その音を聞くと、人間は反射的にその害虫を払おうとしますが、オスの蚊にとっては、その音は交尾の合図となります。ワシントン大学の研究者らを中心とした国際チームが、蚊の交尾に関する驚くべき詳細を明らかにしました。この発見は、マラリア対策の向上や、精密なドローン飛行技術の発展に役立つ可能性があります。2024年8月30日付の学術誌Current Biologyに掲載された論文「Mosquitoes Integrate Visual and Acoustic Cues to Mediate Conspecific Interactions in Swarms（蚊は同種内での群行動を調整するため視覚と音響の手がかりを統合する）」で、オスのAnopheles coluzzii蚊がメス特有の羽音を聞くと、視覚が活性化することが明らかにされました。
多くの蚊の種は比較的視力が悪く、アフリカにおける主要なマラリアの媒介者であるAnopheles coluzziiも例外ではありません。しかし、チームは、オスがメスの飛行音を聞くと、その目が「活性化」し、潜在的な交尾相手を視覚的に探索することを発見しました。Anopheles coluzziiが交尾する際は、群れの中で活動するため、混雑した群れの中でも、オスは目標に視覚的にロックオンし、群れを巧みに駆け抜けて他の蚊と衝突することなく接近できることが分かりました。
「交尾相手を探す際のオス蚊の非常に強い関連性を発見しました。特定の周波数で羽音を聞くと、それはメスが発する音であり、その刺激が視覚系を活性化させます」と、UWの生物学のポスドク研究者で筆頭著者のソウミャ・グプタ氏（Saumya Gupta）は述べました。「異なる感覚系が複雑に作用することを示しています。」
オスがメス特有の羽音を聞いた際に視覚的に物体に向かうというこの強い結びつきは、蚊の制御に新たな道を開くかもしれません。特にマラリアを媒介するAnopheles種に特化した新世代の蚊取り装置の開発に役立つ可能性があります。
「この音はオスにとって非常に魅力的で、実際のメスであれ蚊取り装置であれ、音源と思われるものに向かって進むようになります」と、UWの生物学教授で論文の共著者であるジェフリー・リッフェル氏（Jeffrey Riffell）は述べました。
多くのAnopheles種と同様に、Anopheles coluzziiは日没時に大規模な群れで交尾を行います。この群れの大部分はオスで、メスはわずかしかいません。人間の目には群れは混沌として見えるかもしれません。両性の蚊が互いに高速で飛び交う中、オスは衝突を避け、稀なメスを見つけるために感覚を駆使します。
グプタ氏、リッフェル氏、および共同研究者たち―オランダのワーゲニンゲン大学、ブルキナファソのHealth Sciences Research Institute、フランスのモンペリエ大学の科学者らを含むチーム―は、蚊の感覚系の相互作用とその機能を群れの中で理解することを目指しました。
個々のオスの飛行行動を調べるため、研究者らは群れの視覚的混乱を模したカーブしたピクセルディスプレイを使用するミニチュアアリーナを構築しました。このアリーナは、蚊の飛行シミュレーターです。テスト対象の蚊は固定されて自由に移動できませんが、視覚、嗅覚、聴覚を使い、飛行中のように羽ばたくことができます。
数十匹のオスAnopheles coluzziiを対象にしたアリーナ実験で、研究者らは音の種類によってオスが視野内の物体に異なる反応を示すことを発見しました。研究者らが450ヘルツの音―この群れでメスの羽ばたきが生む周波数―を再生した場合、オスは物体に向かって進みました。しかし、700ヘルツの音―オス自身の羽ばたきに近い周波数―では物体に向かって進もうとしませんでした。
また、オスが物体を認識する距離も重要でした。もしシミュレーションされた物体が蚊の体長の3倍以上離れているように見えた場合、メスの飛行音が流れていてもオスはその物体に向かって進むことはありませんでした。
「蚊の目の解像度は人間の目の解像度に比べて約1,000倍低いです」とリッフェル氏は述べました。「蚊は一般的に、他の物体を避けたり、位置を制御したりといったより受動的な行動に視覚を使います。」
メスの飛行音を聞いた際の劇的な物体への反応に加えて、アリーナ実験では、オスが視野内の物体に対して微妙に飛行を調整する別の行動パターンを示すことも明らかになりました。研究者らは、音響的な羽音の再生なしに、オスが物体を視認すると、羽ばたきの振幅と周波数を調整することを発見しました。チームはこれらの視覚に基づく反応が衝突回避の準備動作である可能性があると仮説を立てました。その詳細を探るため、研究者らは実験室でオスのみの群れを撮影しました。これらの動きの分析では、オスが別のオスに近づくと加速して離れることが示されました。
「我々の結果は、オスが群れ内での衝突回避のために近距離視覚手がかりを使用していることを示唆しています」とグプタ氏は述べました。「しかし、メスの飛行音を聞くとその行動は劇的に変化し、音と視覚情報を統合することの重要性を示しています。」
この研究は、蚊が聴覚と視覚の手がかりを統合する方法を狙った新しい蚊の制御手段を示しているかもしれません。メスの羽音を聞くと、オスが視覚的手がかりに強くかつ一貫して引き寄せられることは、次世代の蚊取り装置を設計する際に活用できる弱点となる可能性があります。特にマラリア病原体を媒介する主要なAnopheles種に対して有効です。
「蚊の群れは蚊の制御努力において人気のターゲットです。群れを抑制することで全体的な吸血行動が大幅に減少します」とリッフェル氏は述べました。「しかし、今日の対策である殺虫剤は、蚊が抵抗力を進化させるにつれてますます効果が薄れています。新しいアプローチが必要です。高い忠実度で蚊を引き寄せるような誘引装置やトラップなどです。」
Current Biology誌の論文共著者には、UWのグプタ氏とリッフェル氏の他に、オランダのワーゲニンゲン大学のアントワーヌ・クリベリエ氏、セルジュ・ポダ氏、フロリアン・ムイレス氏、フランスのモンペリエ大学のオリヴィエ・ルー氏が含まれます。ルー氏とポダ氏はブルキナファソのHealth Sciences Research Instituteにも所属しています。この研究はHuman Frontiers Science Program、米国国立衛生研究所、米国空軍科学研究所、フランス国立研究機関によって資金提供されました。
