生き物

カブトムシの立派な角は何のためにあるのか

オスだけが持つ2本の角

オスの頭には、先がY字形に分かれた長い角が突き出しています。これが頭角（とうかく）です。中型から大型の個体では、Y字の先がさらに分かれて4つの先端になります。胸の背中側には、もう1本、短い胸角（きょうかく）があります。

メスにはどちらの角もなく、頭に小さな突起があるだけです。体長は角を除いて27〜59ミリ、オスは角を含めると最大で88ミリほどになります。

オスが角を使う場面は決まっていて、クヌギやコナラの幹からしみ出す樹液の場所を確保するときと、メスをめぐって競うときです。樹液の出ている木にはメスも集まるので、そこを押さえたオスほど交尾の機会が増えます。角は食事と繁殖の両方を左右する道具です。

角の下に差し込んで投げ落とす

カブトムシは夜行性で、昼間は土の中や落ち葉の下に隠れ、夕方から樹液に集まります。争いの舞台は、メスも食事に訪れる樹液の場所です。

形は戦い方に合わせてできている

2014年に米国科学アカデミー紀要（PNAS）で発表された研究が、この形が偶然ではないことを示しました。モンタナ大学のエリン・マカロー氏らは、有限要素解析という工学の手法で、3種のカブトムシの角にかかる力を計算しています。

計算の結果、どの種の角も、その種がふだんおこなう戦い方をしたときに強く、たわみにくい形をしていました。反対に、ほかの種の戦い方の力をかけると成績が落ちます。ヘラクレスオオカブトの角にひねる力をかけると、折れそうなほど大きな応力が生じました。

日本のカブトムシの角は、ひねる力をかけても応力が低いままでした。相手をこじり上げてひねる戦い方に合った形です。武器の形と使い方が、種ごとにきちんと対応しています。

長さは幼虫時代に決まる

角の長さは、体の大きさ以上に大きく変わります。京都の個体群を調べた研究では、体の大きさに対する角の伸び方の強さが3.15と報告されました。

この数値が1なら体と同じ割合で伸びるという意味です。3.15なら、大きな個体ほど角が不つり合いなほど長くなります。差を生むのは幼虫時代の栄養で、腐葉土や朽ち木をよく食べて育った幼虫ほど、長い角の成虫になります。

集団による違いもあります。台湾・屋久島・北海道・京都の4つの集団を比べた研究では、京都の集団は体が大きく、体の大きさの割に角が際立って長いことが分かりました。いくつかの集団では、角の長いオスほど交尾の回数が多いことも報告されています。

ただし、角が長ければ押し上げる力も強いとは限りません。同じ研究では、角が長い京都と北海道の集団で、体の大きさと力のあいだに関係が見られませんでした。

角の長さは、その個体が土の中でどれだけ恵まれて育ったかを示す看板です。

角はさなぎになる2時間で現れる

幼虫の頭には角がありません。それなのに、さなぎになったとたんに長い角が現れます。名古屋大学の後藤寛貴特任助教らは、この仕組みを調べて2017年に英国の学術誌「Scientific Reports」で発表しました。

幼虫の頭の中には、角のもとになる「角原基（つのげんき）」が、しわしわの袋のように細かく折りたたまれた状態で作られています。さなぎになるときにそこへ体液が送り込まれ、約2時間で一気にふくらんで、先が分かれた角になります。

研究グループは、しわの形をコンピューター上に再現し、ふくらませるだけで角の形が現れることを確かめました。角の立体的な設計図は、折りたたまれたしわの中にすでに書き込まれていたわけです。

オスとメスの差がいつ生まれるかも分かっています。基礎生物学研究所などが2019年に発表した研究によると、角の性差が現れるのは、前蛹（さなぎになる直前の状態）が始まってから約29時間後です。メスの幼虫でtransformerという遺伝子をはたらかなくすると、メスにもオスのような立派な角が生えました。

大きな角でも飛行の妨げにならない

あれだけ長い角を頭につけて飛ぶのに困らないのか、という疑問が残ります。2013年に英国王立協会紀要Bで報告された実験によれば、答えはほとんど困らない、です。

角は中空で、重さは体重の0.5〜2.5パーセント、平均で1.5パーセントしかありません。カブトムシの飛ぶ速さは秒速1〜4メートル、平均で秒速2.3メートルほどとゆっくりです。しかも体を30〜85度、平均54度も立てた姿勢で飛ぶため、角が増やす空気抵抗は小さく済みます。

研究チームは、大型のオス5匹と小型のオス5匹の角を切り取り、切る前と後で空気抵抗を測り比べました。重さと抵抗を合わせても、飛ぶのに必要な力の増加は最大級のオスでも3パーセント未満でした。安く作れて強い武器だからこそ、ここまで大きくなれたと考えられます。

角を使えるのは夏のあいだだけ

カブトムシは、卵・幼虫・さなぎ・成虫と姿を変える昆虫です。幼虫は2回脱皮して3齢幼虫になり、冬は土の深くにもぐって越します。春に再び食べはじめ、野外では6月ごろ、土の中に縦長の「蛹室（ようしつ）」を作ってさなぎになります。

羽化した成虫は、2週間ほど何も食べずに土の中で過ごしてから地上に出てきます。成虫が多く見られるのは7月中旬から8月上旬で、寿命は1〜3か月ほどです。

つまり、1年近くかけて育った体と角を使って戦えるのは、夏のわずかな期間だけです。角の長さが幼虫時代に決まる以上、成虫になってからの努力では取り返せません。

よくある疑問

メスに角がないのはなぜですか？

樹液の場所とメスをめぐって角で戦うのはオスだけで、メスには角を使う場面がないからです。発生の仕組みとしては、transformerという遺伝子がメスの角の成長を抑えています。この遺伝子をはたらかなくすると、メスにも角が生えます。

成虫になってから角は伸びますか？折れたら元に戻りますか？

伸びません。角はさなぎになるときに完成し、脱皮をしない成虫のあいだは形も長さも変わりません。そのため、成虫で折れた角が生え直すこともありません。

角の長いオスほど強いのですか？

いくつかの集団では、角の長いオスほど交尾の回数が多いと報告されています。ただし押し上げる力は集団によって違い、台湾の集団は同じ体の大きさでも屋久島の集団より強い力を出しました。長さだけで強さが決まるわけではありません。

まとめ

カブトムシの角は、樹液の場所とメスをめぐってオス同士が戦うための武器です。相手の下に差し込んでひねり落とす戦い方に合わせて形が進化し、長さは幼虫時代の栄養で決まります。角はさなぎになるときに折りたたまれた原基から約2時間でふくらみ、中空で軽いので飛ぶ妨げにもなりません。夏の雑木林でオスを見つけたら、頭角の長さと、先が何本に分かれているかを見比べてみてください。

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