ハキリアリは足を「コンパスの軸」にして半円を正確に切り出していた！
ハキリアリは人類より遙か昔に「農業」を発明した驚くべき昆虫です。
彼らは自身の何倍も大きな葉っぱを切り出して巣まで運び、そこに菌を植え付けてキノコを栽培します。
さらに凄いのはハキリアリが毎回、機械のような正確さでキレイな半円や楕円形の葉を切り出すことです。
一体どのようにして葉っぱの切除をコントロールしているのか、これはハキリアリにまつわる長年の謎でした。
しかし今回、独ヴュルツブルク大学（University of Würzburg）がついに正確無比な「葉切り」に欠かせない秘密を突き止めたのです。
キーワードは「脚の固定」と「首まわりの感覚毛」でした。
研究の詳細は、2023年6月22日付で科学雑誌『Journal of Experimental Biology』に掲載されています。
目次
- ハキリアリが完成させた「農業システム」が凄い
- 脚を「コンパスの軸」のように使っていた！
ハキリアリが完成させた「農業システム」が凄い
ハキリアリは北米〜中南米の熱帯雨林に生息するアリです。
その名の通り、葉っぱを切ることを生業とし、自分たちの何倍も大きな葉を切り出して巣まで持ち運びます。
何百匹ものアリが列を作って帰路につくので、傍目にはまるでたくさんの葉っぱが地面を歩いているように見えます。
持ち帰った葉は広大な地下農場に貯め込まれ、そこに「アリタケ」と呼ばれるハラタケ科の菌類が植え付けられます。
アリタケは葉っぱを栄養源にして増殖しながらキノコへと成長していきます。
さらにハキリアリは農場に生えた雑草を引き抜いたり、自分たちのうんちを肥料として撒きながらキノコを栽培するのです。
また農場には余計な雑菌が入り込むことがあり、そちらの雑菌が増殖しないように気をつけなければなりません。
そこでアリたちは、体表面に共生する特殊な菌が作り出す「抗生物質」を定期的にキノコ畑に塗り込んで、雑菌を退治しているのです。
小さなアリがこれほど管理された農業システムを完成させていることは極めて驚きでしょう。
しかもハキリアリのキノコ栽培が進化したのは今から5000万年前と言われています。
このようにハキリアリの農業システムの解明が進む一方で、彼らがいかにして葉っぱをキレイな半円や楕円形に切り出しているのかは不明でした。
そこで研究チームは「葉切り」のメカニズムを解明することにしたのです。
脚を「コンパスの軸」のように使っていた！
研究チームはまず、ハキリアリが通常どのようにして葉っぱを切り出しているかを観察することに。
実験では、本物の葉の代わりに「パラフィルム」という葉と同じ硬さのシートを使っています。
パラフィルムは無色・無毒性で、薬品を汚染することなくビーカーやフラスコの栓をするのに使われるものです。
また葉切りを促すために、パラフィルムには本物の葉っぱの液体やローズオイルなどを塗りました。
そしてハキリアリの一種（学名：Atta sexdens）を実験セット内に放して、葉切りのプロセスをカメラで記録。
するとアリは最初、パラフィルムの縁に沿って横向きになり、中央と後ろの脚を縁に固定した状態で切り出しを始めました（画像の左上）。
その後、縁にかけた脚をコンパスの軸のようにしながら弧を描くように切り進め、体が縁と垂直になったところで、今度は両方の後脚を縁にかけます（右上）。
さらにそのまま切除を続け、最後は右半身の中央と後ろの脚を軸にし、見事な半円を切り出しました（左下と右下）。
以上が通常の葉切りのプロセスでした。
これを見ると、主に後脚がコンパスの軸として働くことでキレイな半円型に切り取れることが伺えます。
そこでチームは脚の軸を失わせた状態で実験してみました。
後脚の軸を外してみると？
ここではアリが半円の90度まで切るのを待ってから、下のような紙片をそっと差し込んで、脚の軸をなくしてみました。
するとアリはそのまま葉切りを続行したものの、脚の軸がなくなったことで安定性を失い、急に半円の軌道が小さくなったのです。
さらに切り口もギザギザと雑になっていました。
これは私たちがコンパスの軸を失った状態で円を描くのとよく似ています。
その一方で、紙片を差し込んでもキレイな半円を描けるアリもいました。
つまり後脚の軸とは別に、正確な葉切りに役立っている要素があると考えられます。
そこでチームは、アリが自らの頭の位置情報を感知するのに必要な「首まわりの感覚毛」が切断方向の安定化に寄与していると仮説を立てました。
そして追加実験で、アリの感覚毛を慎重に切り落とし、さらに紙片を差し込んで足場をなくした結果、ほぼ全てのアリがキレイな半円を描けなくなったのです。
それどころか、足場をなくしただけの条件よりもひどく、切り出される形はもはや円形でなかったり、非常に小さな丸型になっていました。
以上の結果から、ハキリアリの正確無比な葉切りには「後脚の軸」と「首まわりの感覚毛」が必要不可欠であると結論されました。
コンパスのような体の使い方と頭の進む感覚が、職人ワザの秘密だったようです。
参考文献
Study reveals how leaf-cutting ants gauge leaf portion sizehttps://phys.org/news/2023-06-reveals-leaf-cutting-ants-gauge-leaf.html
元論文
Two feedback mechanisms involved in the control of leaf fragment size in leaf-cutting antshttps://journals.biologists.com/jeb/article/226/12/jeb244246/316630/Two-feedback-mechanisms-involved-in-the-control-of