三高雄希 農学研究科博士課程学生、森直樹 同教授、松浦健二 同教授らの研究グループは、長年謎に包まれていたシロアリの兵隊アリへの分化を抑制するフェロモンを世界で初めて特定し、さらにこのフェロモンが、働きアリを兵隊アリの側に引き留めておく機能と、昆虫病原菌の成長を抑える機能も併せ持つことを明らかにしました。今回の研究成果は、社会性昆虫のシロアリにおいて、巣内の役割分業がどのように制御されているのか、それに関わるフェロモンがどのように進化してきたのかを理解する上で、極めて重要な意味を持ちます。
本研究成果は、2017年7月26日に英国王立協会紀要（Proceedings of the Royal Society B）にてオンライン掲載されました。
研究者からのコメント
シロアリにおける兵队アリへの分化抑制フェロモンの存在は30年以上前から予想されていました。フェロモン成分の特定には、人工的に合成した候补物质でフェロモン活性を再现することが必要不可欠ですが、これまで合成した物质で兵队フェロモンの活性を再现した研究は存在しませんでした。最终的に兵队フェロモンの成分特定に成功した研究は、本研究が初めてとなります。
また、シロアリの兵队アリが、天敌を物理的に攻撃することにより巣を防卫する「门番」としての役割を担うだけでなく、病原菌が蔓延るのを化学的に防ぐことで巣内の卫生环境を维持する「卫生兵」の役割を担うことも、本研究によって强く示唆されました。
今后は、兵队アリが持つ多面的机能について深く掘り下げて研究を进めていきたいと考えています。
概要
动物の世界において、同じ种の他の个体に対して、ある特定の行动や生理的変化を引き起こす化学物质はフェロモンと呼ばれています。动物の中でも、嗅覚や味覚に大きく依存した生活を営む昆虫では、フェロモンは极めて重要な物质であり、交尾相手の探索や、同种同士の集合、天敌からの逃避など、様々な场面においてフェロモンが用いられています。特に、社会性昆虫（アリ?ハチ?シロアリ）は数多くの种类のフェロモンを用いていることが知られており、採饵や繁殖、巣の建设、カースト（特定の役割に特化した个体の集まり）分化の制御など、全ての社会活动にフェロモンが関わっていると考えられています。
社会性昆虫の巣内では、各カーストが异なる仕事に従事する分业体制がとられていますが、シロアリでは、巣の防卫は兵队アリと呼ばれるカーストによって行われています。シロアリの兵队アリは働きアリから分化し、体内で幼若ホルモン（昆虫の脱皮?変态を制御する重要なホルモンの一つ）浓度が上昇した働きアリが2回の脱皮を経て兵队アリに分化します。兴味深いことに、巣内で兵队アリの割合が増加すると、働きアリから新しい兵队アリが分化するのが抑制されるということが知られており、昔から「シロアリの兵队アリは、新しい兵队アリの分化を抑制するフェロモンを分泌しているのではないか」と予测されてきました。しかし、今までこの「分化抑制フェロモン」の特定に成功した研究はなく、実态は未解明のままでした。
本研究グループは、日本に広く分布するヤマトシロアリの巣から兵队アリと働きアリを取り出し、それぞれのカーストの体表面にある物质を有机溶媒で抽出しました。そしてその抽出液に対し、骋颁－惭厂（挥発性のフェロモンの成分を特定する际に広く用いられている、ガスクロマトグラフ质量分析计）分析などを用いて成分分析を行った结果、（?）－ β －エレメンと呼ばれる、炭素数15个の挥発性のテルペン类（植物や昆虫、菌类などで広く生合成されている生体物质）が兵队アリでのみ大量に検出されました。
次に、幼若ホルモンの类縁体を経口摂取させることで人工的に兵队アリへの分化を诱导した働きアリに、この（?）－ β －エレメンを与えた结果、（?）－ β －エレメンには兵队アリへの分化を抑制する効果があることが明らかとなりました。さらにこの物质には、兵队アリの分化を抑制するだけでなく、働きアリを集合拘束させる効果や、黒きょう病菌（メタリジウム菌）や白きょう病菌（ボーベリア菌）といった昆虫病原糸状菌（昆虫に感染し死に至らしめる菌类）の成长を抑制する効果もあることが明らかとなりました。ちなみに、ヤマトシロアリの巣内の卵块には、シロアリの卵に物理的にも化学的にも拟态している菌（卵拟态菌核菌ターマイトボール）がしばしば纷れ込んでいますが、（?）－ β －エレメンはこのターマイトボールの成长は抑制できないことも明らかとなりました。
図：本研究で明らかとなった兵队フェロモンの机能の概念図。兵队アリ特异的に分泌される（?）－ β －エレメンは、働きアリから前兵队アリへの分化を抑制する。一方で、兵队アリは自力で饵を食べたり、グルーミングしたりすることができないため、働きアリに世话してもらう必要がある。その际に（?）－ β －エレメンを分泌して働きアリを呼び止めると考えられる。さらに、（?）－ β －エレメンは昆虫病原糸状菌の成长も抑制する。ただし、（?）－ β －エレメンはシロアリ卵拟态菌核菌の成长を止めることはできないことから、シロアリ卵拟态菌核菌は（?）－ β －エレメンに対して耐性を持っていることが示された。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Yuki Mitaka, Naoki Mori, Kenji Matsuura (2017). Multi-functional roles of a soldier-specific volatile as a worker arrestant, primer pheromone and an antimicrobial agent in a termite. Proceedings of the Royal Society B, 284(1859):20171134.
