著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Biology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ショウジョウバエの仲間の多くは、発酵したり腐ったりした果実に卵を産みます。酵母や細菌が果実を幼虫の餌に変え、その過程で出る酢酸や酢酸エチルなどのにおいが、成虫を産卵場所へ導く手がかりになるためです。これに対してオウトウショウジョウバエ（Drosophila suzukii）は、腐った果実ではなく熟した果実に産卵する例外的な種として知られています。新鮮な果実を利用するには、発酵のにおいに頼らずに果実の状態を見分けることと、硬い果皮を突き破ることの二つが必要になります。

これまでの研究は主にオウトウショウジョウバエだけに注目してきました。研究チームは、系統的に遠く、新鮮な果実を部分的に利用している可能性があるD. immigransと比べることで、新鮮な果実の利用が一つのまとまった特殊化なのか、それとも別々の性質の組み合わせで成り立つのかを明らかにしようとしました。具体的には、野外で両種が同じ果実から育っているか、熟した果実と腐った果実への産卵の違いが酵母・糖・発酵のにおいへの反応と結びついているか、果実の硬さや産卵管の形、産卵管にある感覚毛の配置に違いがあるか、という三つの問いを立てました。

何を、どのように調べたか

野外調査では、中国湖南省新寧の山地で19種類の果実などを採集し、実験室でそこから羽化したハエを形態とDNAで種を見分けました。各果実の種類について4回ずつ調べています。

実験室では、外群（比較の基準となる遠縁の種）を含む13系統のショウジョウバエ類を使いました。産卵行動の実験は二種類です。一つは、選択肢を一つだけ与えて卵を産むかどうかを見る方法で、熟したイチゴか腐らせたイチゴを1個入れた容器に雌10匹を12時間入れ、卵を数えました。また、寒天に酢酸または酢酸エチルを5%加えた産卵床と、何も加えない産卵床に雌20匹を24時間置き、卵の数を比べました。もう一つは二つの産卵床から選ばせる方法で、熟したイチゴと腐ったイチゴのピューレに同じ濃度の寒天を加えて硬さをそろえ、においや味など化学的な手がかりだけの影響を調べました。同じ方法で、糖や酵母を含む産卵床への好みも調べました。

このほか、熟した果実と腐った果実が放つ揮発性の成分（においのもとになる化合物）をガスクロマトグラフィー質量分析で調べ、果実の硬さを測定しました。さらに、各種20匹の雌について顕微鏡と低温走査型電子顕微鏡で産卵管を観察し、表面の毛や、刺激を感じ取る小さな突起である感覚子を5つの型に分けて数え、配置を記録しました。

主な報告結果

発酵のにおいへの反応は種によって正反対でした。酢酸や酢酸エチルを加えた産卵床に対し、キイロショウジョウバエ（D. melanogaster）とD. immigransは何も加えない産卵床より多くの卵を産みましたが、オウトウショウジョウバエは逆に産卵数が減りました。

硬さをそろえたピューレから選ばせる実験では、オウトウショウジョウバエは一貫して熟したイチゴを好み、ほかの数種は腐ったイチゴを好みました。D. immigransには、はっきりした好みは見られませんでした。イチゴを丸ごと使った実験でも、オウトウショウジョウバエは熟したイチゴより腐ったイチゴに産む卵が少なくなりました。酵母を含む産卵床について、オウトウショウジョウバエは強く避けましたが、糖への強い好みはありませんでした。腐った果実をより好む種ほど酵母を含む産卵床に多く産卵する傾向があり、D. immigransは酵母に対して有意な好みを示しませんでした。研究チームは、オウトウショウジョウバエ、発酵した場所を好む種、その中間にあたるD. immigransという三つの行動の型に分かれると報告しています。

においの分析では、熟した果実の成分は果実ごとに異なりました。例えばイチゴではエステル類、モモやブルーベリーではアルデヒド類、マンゴーや柑橘類ではテルペン類が中心でした。腐った果実では、酢酸や酢酸エチルなど発酵に関わる成分がより多くの果実で検出されました。これらの成分は酵母を含む産卵床からも出ていました。

野外調査では、6種、計577匹が羽化しました。オウトウショウジョウバエとD. immigransは、19種類のうち10種類の果実などで同じ果実から羽化していました。また、D. immigransの成虫が新鮮なキイチゴ類の実の上で、食べたり卵を産んだりしているとみられる様子も観察されました。

産卵管の形は種によって大きく違いました。キイロショウジョウバエなどが属するSophophora亜属の多くは短く先の丸い産卵管でしたが、同じ亜属のオウトウショウジョウバエだけは長く、のこぎり状のぎざぎざを持っていました。一方、D. immigransを含むDrosophila亜属の数種は、細長い針のような産卵管を持っていました。感覚子は、産卵のとき果実に触れる先端側ほど大きく密になる傾向がありました。オウトウショウジョウバエは毛の総数が多く、ほかの種には見られない型の感覚子が目立っていました。

この報告が示すこと

研究チームは、新鮮な果実の利用は一つのまとまった特殊化ではなく、産卵の判断、においなど化学的な手がかりの評価、果実に入り込むための体の形という、ある程度独立した要素の組み合わせで成り立つと結論づけました。オウトウショウジョウバエは、発酵した場所を受け入れにくい性質と、のこぎり状の産卵管を併せ持っています。D. immigransはその組み合わせを全部は持たないまま、新鮮な果実を柔軟に利用している可能性があります。著者らは、針状の産卵管がやわらかい部分や傷口に刺し込むのに役立つかもしれないと考えていますが、これは仮説だとしています。また、「新鮮な果実への適応」を「のこぎり状の産卵管」と同じものとみなすべきではないと述べています。

著者らは研究の限界も挙げています。羽化調査からは、卵が傷のない果実に産まれたのか、果実が傷んでから幼虫が育ったのかを区別できません。実験で使った酢酸や酢酸エチルの濃度は、自然に腐る果実の周りの濃度より高いため、結果は自然条件での反応ではなく、においへの感度を調べたものとして解釈すべきだとしています。さらに、単一の成分が自然界での産卵の判断を決めているという証拠ではないこと、D. immigransに好みが見られなかったことには実験方法による感度など別の説明もありうること、感覚子の働きはまだ確かめられていないことも示されています。

原著論文の著者・所属：Shan He（College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; Jiaxing Future Food Research Institute, Jiaxing 314011, China; State Key Laboratory of Plant Diversity and Specialty Crops, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China）、Sumeng Wei（College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; Jiaxing Future Food Research Institute, Jiaxing 314011, China）、Xiaonan Yang（State Key Laboratory of Plant Diversity and Specialty Crops, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China）、Guangtong Gao（College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China）、Hongrun Liu（Beijing Agricultural Technology Extension Station, Beijing 100029, China）、Hui Zhang（College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China）、Yibo Luo（State Key Laboratory of Plant Diversity and Specialty Crops, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Shan He, Sumeng Wei, Xiaonan Yang, et al. Modular Sensory and Morphological Adaptations Underlying Fresh-Fruit Exploitation in Drosophilid Flies. Biology（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-18. DOI: 10.3390/biology15161414. 原著ライセンス：CC BY.