2020年5月8日報道 蚊が暗闇でも飛べるのは自らの羽ばたきで生じる気流の乱れを触覚根元のセンサーで感知しているからだと千葉大学などが発表した、ドローンによる実験でも実証（修１）

2020年5月8日20時33分に時事ドットコムから、下記趣旨の記事がネット配信されていた。

 

真っ暗な部屋の中でも蚊が自由に飛べるのはなぜか―。

 

未解明だったこんな疑問を千葉大などの国際研究チームが数値計算などで解き明かし、８日、米科学誌サイエンスに発表した。

 

自らの羽ばたきで起こした気流が壁などの障害物にぶつかってわずかな乱れを起こすのを、触角の根元にある「超高感度センサー」で感知しているからだという。

千葉大の中田敏是助教と英王立獣医大などの研究チームは、高速度カメラによる蚊の３次元運動測定やシミュレーションなどから、体長約４ミリの蚊の羽ばたきによって生じる気流を数値計算で詳細に再現。

 

その結果、体長の１０倍近い３～４センチ離れた壁や床などの障害物にぶつかって生じる気流の乱れでも、触角の根元にある感覚器官（ジョンストン器官）で感知可能であることが分かった。

この知見を基に、ドローンに気流の変動センサー機能を付けたところ、同様の仕組みで壁や床を検知できることも実証した。

中田助教は、「蚊は最も人を殺す生き物といわれるほど影響が大きいのに、分かっていないことが多い。薬品なしでも飛べない環境をつくるなど、防除や制御につなげていければ」と話している。

 

https://www.jiji.com/jc/article?k=2020050800845&g=soc

 

 

 

（ブログ者コメント）

 

以下は、情報源と思われる千葉大学からのプレスリリース。

 

（2020年5月8日10時0分　付）

 

千葉大学大学院工学研究院中田敏是助教が参画する国際研究チームは、蚊が自らの羽ばたきで生み出した気流のわずかな変動を感知することで、暗闇でも障害物を避けて飛行できるメカニズムを実証しました。

 

この成果は、国際科学誌「Science」にて、日本時間の2020年5月8日（金）に公開されました。

 

なお、国際研究チームには、英王立獣医大学、ブライトン大学、リーズ大学の研究者らが参画しています。

 

 

【研究の背景】

 

蚊はデング熱や日本脳炎などの感染症を媒介することで知られており、その生態を様々な観点から理解することは、蚊から身を守るうえで非常に重要です。

 

蚊は、暗い部屋の中でも360度目がついているかのように飛び、なかなか捕まえられません。

 

実験的にも、蚊が暗闇で周囲の障害物を避けて飛ぶことが観察されていましたが、その科学的なメカニズムについては、これまで未解明のままでした。

 

一方で、蚊の触角の根元にはジョンストン器官（図2）と呼ばれる特殊な器官があり、11nm あるいは10のマイナス7乗m/s の空気の振動によって生じる0.005°の触角のふれに反応できるとの報告がなされています。

 

これは、わずかな空気の流れも読み取ることができる「超高感度センサー」が蚊の身体に備わっていることを示しています。

 

 

【研究成果】

 

今回、本研究チームは、蚊が真っ暗な環境でも障害物を避けて飛行できているのは、身体に備わる「超高感度センサー」によって、自らの羽ばたきで引き起こされた気流のひずみを検知しているのではないかと仮説を立てました。

 

中田助教は、これまでにも高速度カメラによる3次元運動測定とシミュレーションによって、蚊の飛行メカニズムを明らかにしています。

 

今回は、研究チームの先行研究データを利用し、数値計算で蚊の羽ばたきによって生じる気流を再現し、壁や床の存在による触角付近の気流の変動を調べました（図1）。

その結果、蚊の触角の感度であれば、わずか4mmほどの体長の蚊が、体長の10倍近い距離である約30〜40mm離れた場所の気流の変動を感知し、壁や床などの障害物を検知できる可能性があることがわかりました。

 

メスの蚊は、水面から20〜70mm離れたところから水中に卵を産み落とすことが知られていますが、今回の研究でのシミュレーション結果は、その知見とも一致していました。

 

この知見をもとに、国際研究チームの研究者らが、ドローンを使ってプロペラが起こす気流の変動検知の機能を評価したところ、蚊と同様に壁や床が検知できることが実証されました。

 

【今後の展望】

 

本論文の筆頭著者の一人である中田敏是助教は、次のように述べています。

「今回、自らの羽ばたきによる気流を使って障害物を回避する蚊の特性を示すことができました。

これにより、蚊を寄せ付けない新しい手法の開発につながることが期待できます。

また、こうした蚊の飛行特性に関する知見は、千葉大学の劉浩教授が開発したシミュレータによる検証で得られたことです。

今後は同シミュレーターを活用し、他の飛行機能をもつ生物と比較しながら、より詳細な蚊の飛行特性の解明を進める予定です」

 

https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000413.000015177.html

 

 

 

（２０２０年５月１８日　修正１　；追記）

 

2020年5月16日18時42分に読売新聞からも、同趣旨の記事がイメージ図付きでネット配信されていた。

内容は同じだが、分かりやすく書かれているので、併せて紹介する。

 

蚊が暗闇でも壁や床などの障害物を避けて飛ぶことができる仕組みをコンピューター計算で推定することに成功したと、日本と英国の国際研究チームが米科学誌サイエンスで発表した。

 

羽ばたいた際に起きる気流が障害物で乱れる状況を、高感度の触角で検知しているという。

 

研究チームの中田敏是・千葉大助教（機械工学）によると、蚊は暗闇でも障害物を避けて飛んだり、水面より数センチ上の場所から水中に卵を産み落としたりできる。

しかし、そのメカニズムは分かっていなかった。

 

中田さんらは毎秒１万枚撮影できる高速カメラを使い、蚊の飛行中の様子を撮影。

画像を基に、蚊が壁や床の近くで羽ばたいた際の気流の変化を、コンピューターで計算した。

 

その結果、障害物による気流の変化を触角のぶれでつかみ、壁などを認識している可能性が高いことが分かったという。

 

わずか０・００５度の触角のぶれを検知できる蚊は、体長の１０倍近い３～４センチ先の壁や床でも避けられることも計算で分かった。

 

今回の成果は、ドローンが障害物を避けて飛ぶシステムの開発などへの貢献が期待されるという。

 

砂田茂・名古屋大教授（航空機力学）の話；

「空気の流れを制御し、蚊を１か所におびき寄せるような手法の開発にも、つながるのではないか」

 

https://www.yomiuri.co.jp/science/20200516-OYT1T50177/?=tile

 

 

 

 

2020/05/15 (Fri) 【環境情報・安全周辺情報】 Comment(0)