温度変動に伴うストレス応答がエダマメ（大豆）ヨトウの成長と繁殖能力を制御する

作物を食べるイモムシにとって温度が重要な理由

農家は天候が収穫を左右することを知っていますが、温度は作物を食害する昆虫の生涯にも大きな影響を与えます。本研究は、大豆畑を丸裸にすることもあるイモムシ、大豆ヨトウを対象に、単純だが重要な問いを立てます：異常に寒いまたは暑い条件は、その成長、生存率、植物への被害をどう変えるのか？研究者たちは、さまざまな温度下で昆虫の一生と内部のストレス応答を追跡し、気候の極端な条件がこの害虫の増殖を抑える一方で、適度な暖かさは繁栄を促すことを示しました。

寒さと暑さの中で害虫を追う

研究チームは、大豆ヨトウの卵から成虫までを、涼しい（19 °C）から非常に暖かい（35 °C）までの5つの一定温度で飼育しました。27 °Cと31 °Cはより典型的な暖かい生育条件を表します。各発育段階の期間、生存率、雌が産む卵数、幼虫の大豆葉での増体速度、与える被害量を注意深く記録しました。同時に、幼虫の腸を調べて、主要な抗酸化酵素（細胞がストレスに対処するのを助ける分子）や総タンパク量を測定しました。総タンパク量は成長や繁殖に使える資源の指標です。最後に、各温度で80日間にわたってヨトウの個体数がどれだけ増えるかを予測する個体群モデルを用いました。

快適な暖かさが成長と繁殖を促す

中程度の暖かさが大豆ヨトウにとって理想的であることが分かりました。27 °Cでは卵の孵化が速く、幼虫期の進行も速く、成虫の寿命も他の温度より長くなりました。雌はこの温度で最も多くの卵を産み、1雌あたりおよそ600個で、個体群は80日で10個の卵から約24万5千匹にまで急増すると予測されました。実際の大豆植物を食べる幼虫は27 °Cと31 °Cで急速に体重を増し、これらの条件で成長した蛹や成虫は明らかに重かった。これらの結果は、典型的な暖かい圃場条件のもとで大豆ヨトウが速く育ち、効率的に繁殖し、葉の大きな損傷を引き起こして大豆収量を脅かす可能性があることを示します。

極端な温度は内部のストレスを引き起こす

寒冷（19 °C）および高温（35 °C）の極端条件では、状況が逆転しました。発育は遅れ、卵や幼虫期が大幅に長くなり、成虫の寿命は短くなりました。これらの温度の雌は産卵数が減り、産卵期間も短く、幼虫の増体は著しく低下しました。個体群シミュレーションは、80日後に19 °Cでは約5,000匹、35 °Cでは約45,000匹が存在すると示唆し、27 °Cの場合と比べてはるかに少ない結果になりました。幼虫の体内では、寒さも熱も抗酸化酵素の急激な増加を引き起こし、これは細胞が反応性酸素種というストレスの有害な副産物からの損傷と闘っている兆候です。同時に幼虫の総タンパク量は低下し、成長や繁殖に使うエネルギーや資源が基本的な生存維持へと振り向けられていることを示唆しました。

内部の負荷と圃場被害を結びつける

これらの測定を比較することで、研究者たちは昆虫の内部化学とその成績との強い関連を見出しました。ストレス関連酵素のレベルが高いほど、個体群増加は遅く、子孫は少なく、寿命も短くなる傾向がありました。対照的に、幼虫のタンパク質レベルが高いほど生存率が良く、産卵力が高く、世代交代が速いことが示されました。農家にとって重要なのは、寒冷や高温のストレス下で育った幼虫は成長が遅いだけでなく、27 °Cや31 °Cの条件に比べて大豆葉への被害も明らかに少なかったことです。実務的には、同じ害虫種でも天候がその快適域にどれだけ近いかによって、害の程度が大きく変わり得るということです。

将来の害虫圧に対する意味

本研究は、大豆ヨトウがかなり広い温度範囲で生き延びられる一方で、個体群の爆発的増加は極端な温度ではなく中程度の暖かい条件に強く結びついていることを示しています。気候変動により全体的な温暖化と同時に寒波や熱波がより頻繁に起きるようになると、この害虫の発生は不安定になり、気温が最適域近くにとどまるときにだけピークが生じる可能性があります。外的な温度と内部のストレス応答がどのように連動してヨトウの成長を抑制または促進するかを明らかにすることで、これらの知見は予測ツールや防除計画に反映できます。要するに、熱と寒さがこれらのイモムシにどのように負荷をかけるかを理解することは、農家や研究者が大豆ヨトウが軽微な迷惑で済む時期と重大な脅威になり得る時期をより正確に予測する助けになります。

引用: Debnath, R., George, J., Kariyat, R. et al. Thermal variation associated stress response regulates the growth and reproductive potential of soybean looper. Sci Rep 16, 9976 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36978-1

キーワード: 大豆ヨトウ, 温度ストレス, 害虫, 作物保護, 気候変動