千葉大,光害が昆虫の体と寿命に影響することを解明

著者: 梅村 舞香

千葉大学の研究グループは,都市部と非都市部に生息するオウトウショウジョウバエ(Drosophila suzukii)を用いた実験により,都市部特有の夜間人工光(光害)が,体のサイズの縮小,睡眠時間の減少,活動リズムの乱れ,寿命の短縮に影響を及ぼすことを明らかにした(ニュースリリース)。

近年,都市の拡大や発展に伴い,私たち人間の生活にとって便利な照明が,夜でも街を明るく照らすようになってきた。こうした夜間光は,人間だけでなく,動物や植物などさまざまな生き物の生活リズムや行動,生理機能に影響を与える可能性が指摘されるようになってきた。

とくに,昼と夜を区別して生活している生き物にとっては,夜が明るいことは深刻な影響を与える可能性がある。しかし,単に夜が明るい都市部にいる個体と夜が暗い非都市部にいる個体について,睡眠時間や活動リズム,寿命を比べても,そこで見られた差が夜間光の影響かどうかは判断できない。

なぜなら,生物は常に進化しており,都市部と非都市部でそもそも遺伝的に異なった特徴をもっている可能性があるため。夜間光の影響を適切に評価し,都市環境に対する生物の進化的な適応を検出するためには,共通圃場実験を行なう必要がある。

研究グループは,関東地方の都市および非都市部に由来するオウトウショウジョウバエの複数系統を用いて,都市部と非都市部の光環境を模した共通圃場実験を実施し,夜間人工光に対する反応を詳細に解析した。

実験では,都市系統と非都市系統のオウトウショウジョウバエを,夜間も薄明かり(10ルクス)が続く環境(明夜条件)と夜間に完全な暗闇となる環境(暗夜条件)で飼育し,体の大きさ,寿命,睡眠時間,概日リズム,遺伝子発現パターンの比較を行なった。

その結果,明夜条件下において,非都市系統の生存率は低下し,体が小さくなったり,睡眠のサイクルが乱れたりする傾向があった。一方で,都市系統では明夜条件下ほど生存率が高い傾向があった。また,夜間人工光による活動リズムや体内時計の乱れが少なく,とくにメスにおいてその傾向が顕著だった。

さらに,網羅的な遺伝子発現解析(トランスクリプトーム解析)によって,光受容や体内時計に関連する遺伝子群の応答が,都市と非都市の系統で明確に異なることが突き止められた。これは,都市部の集団が,夜間光による撹乱を緩和するための遺伝子制御を発達させることで,都市環境に適応したことを示唆している。

研究グループは,これにより,都市設計や照明設計において,生物への影響を最小限に抑える対策の提案が可能になることが期待されるとしている。

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