赤とんぼはどうして秋になると赤くなるの？

仕組みの科学

赤とんぼの体色変化を担うのはオモクローム系色素である。産業技術総合研究所の発表によれば、オモクローム系色素の酸化還元反応によって、体色が黄色から赤色に変化する。アキアカネ、ナツアカネ、ショウジョウトンボの三種類を調べたところ、成熟オスだけ還元型オモクローム系色素の割合が顕著に高かったという。同研究所の解説では、アキアカネのオスはこの色素が酸化型からほぼ百パーセント還元型色素へと変化して赤くなり、メスは三割くらいを酸化型のまま残しているため、それが雌雄の色の違いとして現れると説明されている。注目すべきは、この変化が単なる見た目の問題では終わらないことだ。同発表によれば、成熟オスには抗酸化物質が多く含まれることが示され、赤くなったトンボの細胞は還元型色素によって抗酸化状態となっている。色が変わるということは、体内の化学的な状態そのものが変わるということなのだ。研究者は、還元型の色素を蓄えている状態を、植物でいえばビタミンCをたくさん蓄えて抗酸化状態になって紫外線から身を守る状態に似ている可能性があると語っている。色は結果であり、本体は体内環境の切り替えである。

歴史と発見

この発見が驚きをもって迎えられたのは、既存の枠組みに収まらなかったからだ。産業技術総合研究所の解説によれば、動物が色を変化させる方法は普通三パターンあるとされてきた。何かしらの酵素を使って新しい色素を自分の中に作ってしまう方法、餌を食べて餌から色素を取り込んでいく方法、そしてもともと体の中に持っている色素を表面に移動させる方法である。三番目の例として、鮭は繁殖期になると赤い筋肉の色素を皮膚に移動させる。フラミンゴの色が餌に由来するのは二番目にあたる。ところがアカトンボは、これらのパターンには入らなかった。もともと体の中に持っている色素を、酸化型から還元型に変えることで色を変化させる。この第四のパターンが、二〇一二年に発表された論文の時点で、動物において新しい発見だと言われたのである。研究は二橋亮研究員と深津武馬研究グループ長らのチームによるもので、身近な里山の昆虫から動物界の常識を更新した仕事だった。誰もが子どものころから見ている赤とんぼに、まだ知られていない化学が隠れていたのだ。

もう一歩先

赤くなる意味については、いまも議論が続いている。産業技術総合研究所の解説によれば、従来、赤い色は繁殖に重要で婚姻色のような役割があると考えられてきた。ただし、トンボは通常オスがメスを選び、オスがメスを捕まえて交尾する。そのためメスにとっては色がオスとメスを見分ける手立てになるという側面もある。さらに同研究所の発表は別の可能性を示す。オスのアカトンボが日向に留まって縄張りをつくる際に、紫外線による酸化ストレスを軽減するという機能も果たしているのではないか、というものだ。赤い体は、アピールであると同時に日焼け止めでもあるかもしれない。観察の視点としては、生活史も面白い。同解説によれば、アキアカネとナツアカネはどちらも六月から七月にかけてヤゴから成虫になる。ところがアキアカネは暑い時期には避暑に出かけるため、夏には人里であまり見かけない。高原で夏を過ごした後、涼しくなると里に下りてくる。一方ナツアカネは暑い時期にも平地の林などに残るので、夏にも人里でよく見られる。どちらも九月後半から十一月にかけて卵を産み、卵で冬を越して、翌年の春先に孵ってヤゴになる。約一年で一生を終えるのだ。