熱帯地域で誕生した昆虫は、深海以外なら、地球上のどんな場所にも進出しています。小さな体の昆虫は、どのようにして環境耐性を獲得したのでしょう。昆虫が生息する環境は、様々ですが、今回は、どのようにして極寒地域に対応したのかを紹介しています。
地球環境へ挑戦する昆虫たち
昆虫は、地球上の大抵の場所には生息していて、昆虫がいないのは深海だけと言われています。トビムシの仲間は、氷点下65℃以下になる南極で生きています。逆に＋40℃以上になる土地には、ユスリカ、ミギワバエ、それに温帯に棲むトビムシの仲間もいます。
海水の水面には、ウミアメンボやシオアメンボが、そして浅瀬の海水中には、ウミユスリカが生息しています。さらに塩田に棲むオオツノハネカクシ、油田にはセキユバエがいます。
また、とても生存できないような有毒ガスが出ている硫黄孔にもハンミョウやユスリカの仲間が生息しています。
もちろん、昆虫の種類に応じて棲む場所や環境は違います。しかし何故、昆虫は、このように多様で過酷な環境にも進出できるのでしょうか。
このように、様々な環境に対応できるのは不思議です。それぞれ理由はあります。
今回は、その中の耐寒性を確保するために、昆虫の体内で対応している対策を調べてみました。
超寒冷地で生息する昆虫の工夫
熱帯地域で発祥した昆虫の仲間の一部は、とても気温が低い高緯度地域にも進出しています。
彼らが行っている耐寒性には、2通りの方法がありました。1つ目は、体が凍っても耐えられる「耐凍結型」タイプで、2つ目は凍結すると死んでしまう「非耐凍結型」です。
耐凍結型昆虫の体の工夫
耐寒性昆虫といっても、細胞まで凍ってしまえば死んでしまいます。
《体を凍らせない工夫》
耐寒性昆虫は対凍性を強くするためにグリセロールやトレハロースなどの不凍化物質を脂肪体で作り出して体液中に溜めます。さらに、細胞内の凍結を防ぐために、細胞内の溶質濃度を体液よりも高くしています。
但し、この方法では、次のように、細胞内の水分交換をしなければなりません。
「最初に、細胞膜を通じて細胞内の水を細胞の外に溶出させます。次に、細胞の外に蓄えられた凍結保護物質を細胞の中に入れます。」
そこで、耐凍結型昆虫は、気温が低くなると細胞内に作ったアクアポリンという物質で、凍結保護物質だけを細胞内に取り込みます。
これで、細胞内の溶質濃度が高くなって、細胞内が凍らないようになります。
非耐凍結型昆虫の体の工夫
熱帯性の多くの昆虫は、「非耐凍結型」の昆虫です。彼らは、「耐凍結型」昆虫と同様に、不凍化物質の体内への溜め込みや、休眠する前に腸内の内容物を排泄をする等をしています。
これは、凍結温度を低くする効果があります。
まとめ
高温多湿の熱帯で誕生した昆虫は、以上のように寒さに強くなるための工夫をしていました。これらの対応によって、過酷な寒冷地に進出することができるようになったのです。
昆虫の仲間の中には、乾燥している砂漠のような環境で生息している種もいます。彼らは、乾燥に耐えられるように体を進化させています。
世界中に進出している昆虫を調べると、本当にさまざまなことを知ることができます。楽しみはつきません。
