本記事は The Conversation との協力により掲載されています。
エジプトに下った聖書の災厄から、 2年前にマダガスカルで起きた大規模な大発生 に至るまで、イナゴの群れは歴史を通じて混乱を引き起こしてきました。一つの群れだけで地球の陸地表面の 20％を覆い、 1日に最大 200トンの植物を食い尽くすことで、世界人口の10％の生計に影響を及ぼします。そのため、群れがどのように形成され、何がそれを分散させうるのかを理解することは極めて重要です。
では、群れを作るにはいったい何匹のイナゴが必要なのでしょうか？まるで質の悪い冗談の出だしのように聞こえますが、イナゴの大発生を理解し制御することは、 数千年にわたって私たちが取り組んできた課題です。群れを形成するものが何かを理解できれば、それを止める方法もおそらく理解できるでしょう。まさにこれこそが、私たちの国際研究チームが試みたことであり、その結果が出ました。答えはわずか3匹です。
共食いをする生き物
私たちの研究は、学術誌 Physical Review Eに掲載されたもので、数理モデルを用いてこの問題に取り組みました。群れの中の各イナゴが、少なくとも同時に二匹の隣接する個体と相互作用できなければならないことを示すことに成功しました。その二匹の隣接個体がいなければ、ムクドリの群れや魚の群れ、そしてイナゴの群れで私たちが見慣れている、劇的で自発的な方向転換は再現できません。
この知見は、イナゴの群れがいかに安定しうるかについての以前の観察を補完するものです。輪の中を移動するイナゴを観察することで、興味深い行動を特定しました。少数のイナゴは輪の中をでたらめに移動しますが、より大きな集団は同じ方向へ一斉に進み始めます。その後、これらの集団は自発的に反対方向へ進む向きを切り替えます。集団内のイナゴの数が多いほど、切り替えの時間間隔は長くなり、群れはより安定します。
私たちはこの行動を数理モデルで再現することに成功し、近くに隣接する個体がいない場合、イナゴはよりランダムに移動することを発見しました。
つまり、群れの形成はすべて隣接する個体に関わることですが、それは「隣人を思いやる」ことを意味するわけではありません。イナゴが隣接する個体にこれほど注意を払うのは、 イナゴは共食いをするからです。
群れをなす昆虫が必要なタンパク質と塩分を得る最善の方法は、 互いを食べることです。これは、隣の個体が何をしているかに注意を払っていないイナゴにとっては、悪い知らせです。
ユタ州の砂漠におけるモルモンコオロギを使った残酷な実験により、 イナゴは側面からの攻撃に極めて脆弱であることが示されています。向かってくる群れに対して側面を向けているイナゴは、頭部や後脚を群れに向けている個体と比べて、食べられる可能性が高くなります。
その結果、群れの中で隣接する個体と列を乱しているイナゴは、脆弱な側面をさらけ出し、共食いされる可能性が高まります。列を揃えていれば、より安全になるとともに、群れをまとめる助けにもなります。
群れを分散させる
では、イナゴの群れを分散させるには、代わりの食料源を提供することで共食いの傾向を抑えることに注目すべきでしょうか？おそらくそうではありません。これほど多くの貪欲な食欲を、協調的な形で満たすのに十分な食料を提供することは、ほぼ不可能な課題でしょう。むしろ、群れの進行を助長しかねません。
代わりに、私たちの研究は、イナゴの群れがいかにランダム性に影響されやすいかを示しています。群れが経験するランダム性、すなわち「ノイズ」を高めることができれば、群れを分断できるかもしれません。この考え方は群れ管理の戦略として活用できる可能性があり、低空飛行する航空機を用いて イナゴを乱すための大気の攪乱を発生させる方法です。
しかし、群れは非常に大きいため、この方法もまた現実的ではありません。典型的なイナゴの群れは、 数百平方キロメートルを覆うことがあります。イナゴは 空中で最大2キロメートルまで飛ぶことができ 、さらには 海洋全体を横断することさえあると報告されています。一つの群れは数千万匹のイナゴで構成されることがあり、それぞれが毎日自分の体重に相当する量の食物を食べます。しかし、さらなる研究を通じて、同様の手法を用いて群れを分断するより良い方法を見つけられることを期待しています。
従来、群れの管理戦略は主に進入禁止区域の設定に焦点を当ててきました。その手段は、 タイヤを燃やして進入禁止区域を作ること、 網で捕獲すること 、または 溝を掘ること。せいぜいこうした局所的な対策は、イナゴが特定の地域に到達するのを防げるにすぎず、群れの進行を食い止めることはほとんどできません。
現在、最も 一般的に用いられている防除手段は殺虫剤です。陸上または航空機から散布することで、比較的短時間で群れ全体を標的にできます。しかし、これが環境面での懸念を招いていることは明らかです。
より有望なのは、いわゆる生物学的防除の仕組みです。ハチ、鳥類、爬虫類などの天敵は、 小規模な群れを食い止めるのに有効であることが分かるかもしれません。しかし、より定着した群れを管理するには、新たに開発された標的型の微生物生物農薬、例えば 真菌を基にした“Green Muscle”などが、より大規模な解決策を提供します。
しかし、イナゴの大発生による壊滅的な影響を避けるための最も効果的な方法の一つは、そもそも大発生を未然に防ぐことです。多大な資源が早期警戒と 予防的防除戦略に割り当てられています。イナゴの監視ステーションは、気象、生態学的条件、イナゴの個体数に関するデータを収集し、繁殖の時期と場所の予測を行っています。
こうした取り組みにもかかわらず、西アフリカは 2003～2005年に起きた、同地域で最大級のイナゴ大発生に直面しました。冬季の寒冷かつ乾燥した気候により、防除機関はついにこの大発生を食い止めることができましたが、そのために要した費用は約 4億ドルで、収穫損失はその5倍以上と算出されています。
イナゴの群れを制御することは容易ではありません。群れが大きくなるほど、その任務は一層困難になります。そのため、予防こそが最善の対策である可能性が高いものの、そのためには極めて鋭い監視の目を持ち続けることが求められます。群れを作るのにイナゴはわずか3匹で足りることを忘れないでください。
本記事の掲載は、世界経済フォーラムによる見解への支持を意味するものではありません。
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著者：Christian Yatesは、バース大学で数理生物学の講師を務めています。
画像：マダガスカル西部メナベ地域の幹線道路上で見られるイナゴ。REUTERS/Clarel Faniry Rasoanaivo.