セミはどうして鳴くの？

仕組みの科学

セミの発音は昆虫の中でも屈指の精巧なシステムだ。オスの腹部の第一腹節付近には、背中側の左右に発音膜（英語でtymbal、日本語では背弁とも訳される）と呼ばれる薄い板状の外骨格が張られている。この膜のすぐ内側にV字形の発音筋があり、高速で収縮・弛緩する。筋肉が縮むと発音膜が凹み、弛むと膜が跳ね返って元に戻る。この繰り返しがクリック音を生み、大型種では毎秒100〜数百回のクリックが連なって連続音として聞こえる。腹部内部は大きな空洞（共鳴腔）で、この気室が共鳴器として音を増幅する。さらに腹側の腹弁が音色や指向性を調整し、種ごとに独特の鳴き声を作る。国立国会図書館レファレンス協同データベースによれば、セミの種類による鳴き声の違いは、共鳴腔の大きさや腹弁の動き、発音筋の収縮周期の違いに由来する。人間の楽器で言えば、太鼓の膜と共鳴胴と口の形の全部を組み合わせたような構造で、体長数センチの昆虫が数十メートル先まで届く大音量を出せる理由がここにある。

歴史と発見

セミの鳴き声は古来から人の心をひきつけ、詩歌や絵画の題材になってきた。『万葉集』にはヒグラシの鳴く夕暮れを詠んだ和歌が残り、松尾芭蕉の『閑さや岩にしみ入る蝉の声』は日本文学の代表的な蝉句として知られる。ヨーロッパでもラ・フォンテーヌの寓話『蟬とアリ』などにセミが登場し、鳴き声は世界各地の文学的アイコンになっている。生物学的な発音機構の研究は十九世紀の昆虫学の発展とともに進み、二十世紀の高速度カメラと音響解析技術によって、発音膜の運動と鳴き声の周波数構造が精密に解明された。国立国会図書館レファレンス協同データベースには、鳴き方の種差・夜鳴きの記録・鳴き声の大きさに関する市民からの問い合わせと調査回答が多数集積されている。都市部での夜鳴きセミが増えていることは複数の記録で言及されており、街灯や気温、騒音環境の影響が研究の関心を集めている。江戸期の俳人が愛でた蝉時雨は、いま都市生態学と音響生態学のフィールド研究対象になっている。文学と科学の両面から見つめられる昆虫は、そう多くない。

もう一歩先

セミの鳴き声研究はいくつもの学術分野の交差点にある。音響生態学は、複数種のセミが同じ時間帯・同じ木で鳴くとき、周波数や時間帯を巧妙にずらして「音の分業」をしている現象を分析している。動物行動学ではメスの選好性と鳴き声の関係、集団鳴きの適応的意義（音源分散仮説・スピーカー効果仮説など）が議論されている。近年注目されるのは都市化と気候変動の影響だ。都市部では街灯の光や気温の上昇でセミの活動時間帯が変化し、夜間の鳴き声が増加する傾向が報告されている。国立国会図書館レファレンス協同データベースでも夜鳴きセミに関する市民の関心が反映され、複数の調査事例が集積されている。テクノロジー面では、AIによる鳴き声自動分類がスマホアプリで手軽にできるようになり、市民科学（シチズンサイエンス）として全国のセミ分布データの収集が進みつつある。文化面では、俳句・和歌・映画音響でセミの声が日本の夏を象徴する音風景として位置づけられ、無形文化的な価値も再評価されている。腹部の小さな楽器が奏でる音は、生物学・生態学・工学・文化史をつなぐ研究テーマなのだ。次に公園でセミの合唱を聞いたら、種ごとの音色や時間帯の違いに耳を澄ませてみてほしい。