ガラス翼狙撃虫と呼ばれる昆虫は、尿の滴を非常に高速で弾き飛ばすことができる「肛門針」を持っています。
ガラス翼を持つツチハナバチは大量の水を飲むため、頻繁に排尿し、毎日体重の300倍もの尿を排出します。尿を一定の速度で流すのではなく、肛門で尿滴を形成し、それを驚異的な速度で体外に発射します。その加速はランボルギーニの10倍にも達します。ジョージア工科大学の科学者たちは、この昆虫がこの珍しい「超推進」機構を利用してエネルギーを節約していることを突き止めました。これは、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された新しい論文で明らかになりました。
ヨコバイの一種であるガラス羽アリ(学名:Homalodisca vitripennis)は 、厳密には農業害虫であり、特に1990年代以降、カリフォルニアのワインメーカーにとって悩みの種となっている。ブドウを含む多くの植物種を餌とし、針のような口で植物の道管(根から茎や葉へ水分を運ぶ部分)を突き刺して樹液を吸い取る。この昆虫は大量の樹液を消費し、その小ささと樹液の粘性と負の表面張力(自然に内側に吸い込まれる)のために、頻繁な排尿で多くのエネルギーを消費する。しかし、樹液の約95%は水分であるため、排尿に必要な栄養分はそれほど多くない。
「もしダイエットレモネードだけを飲んでいて、それが食事の全てだとしたら、生物学的プロセスのどの段階でもエネルギーを無駄にしたくないはずです」と、ジョージア工科大学の共著者サード・バムラ氏はニューサイエンティスト誌に語った。「この小さな生物の場合、まさにそういう状況なのです。」
ガラスの翼を持つ狙撃手。
クレジット: ジョージア工科大学
ガラスの翼を持つ狙撃手。写真提供:ジョージア工科大学
バムラ氏と同僚たちは、高速画像撮影装置を用いて、ガラス翼を持つツチブタムシの行動を研究室で調査しました。5匹の昆虫から22回の尿滴が排出されました。尿を噴射する鍵となるのは肛門針と呼ばれるもので、研究チームは排尿の3つの異なる段階を観察しました。まず、針が回転して尿の泡を絞り出します。約80ミリ秒かけて一定の大きさに達すると、針はさらに少し回転し、尿滴にバネ仕掛けのような働きをします。最後に、針はもう一回転急速回転して尿滴を噴射します。尿滴は針よりも40%速く移動します(つまり、超推進状態)。十分な数の昆虫が同時にこれを実行すると、「ヨコバイの雨」が降ることになります。