黒い兵隊バエの幼虫は、その小さなサイズにもかかわらず、なぜそんなに速く、たくさん食べられるのだろうか？ ジョージア工科大学の科学者たちは、この「集団摂食」行動を研究し、幼虫の摂食速度を最大化する戦略の1つに、ウジの「噴水」を形成することがあることを発見しました。 科学者たちは、Journal of the Royal Society Interface誌の最近の論文で、幼虫の大群がわずか2時間でピザ1枚を食べ尽くすという楽しい動画とともに、この結果を説明しています。
「これは、私が知る限り、彼らがどれだけ食べることができたか、そしてどのようにして食べることができるかを本当に定量化しようとした初めてのことです」と、大学院生で共同執筆者のオルガ・シシュコフは、ワシントンDCの米国科学振興協会会議で土曜日の研究を実演してみせました。 昨年、彼女は、バレンタインデーにハート型のドーナツをむさぼるウジ虫をビデオ撮影しました。
Shishkov の指導教員は David Hu で、Georgia Institute of Technology で生物運動研究室を運営して、さまざまな生き物がどのように動くかを研究しています。 彼はおそらくヒアリの研究で最もよく知られていますが、彼の研究室では、ネコジャラシ、アメンボ、ヘビ、さまざまな登攀昆虫、蚊、そしてもちろんクロソビエの幼虫も研究しています。
Shishkov が生き物の集団力学を研究しようと思ったのは、流体力学のバックグラウンドがあったからです。 「私が知っている流体力学の技術を、動物がどのように動くかを研究するために適用できるかどうかに興味がありました」と彼女は言い、いつか彼女が発見した原理をロボット工学に応用することを望んでいます。 幼虫は生ゴミ、特に果物や野菜を食べ、毎日自分の体重の2倍をむさぼることができます。 人間は毎年14億トンの生ゴミを排出しているため、この幼虫はその処理方法の一つの可能性を持っているのです。 ウジが消費者の生ゴミを食べ、それを順番に鶏や魚の餌にする。 すべてがウィンウィンなのです。
幼虫の山は小さく、かつ密集しているので、研究するには少し困難です。 摂食実験では、幼虫を 10 ガロンの水槽に入れ、上部と下部にカメラを配置して、摂食の狂乱を実際に撮影しました。 その後、Shishkov氏と共同研究者たちは、粒子画像流速測定法という技術を使って幼虫の流れを追跡し、空腹の大群の中で実際に何が起こっているかを把握しました。
彼らは、ピザなど、提供されたどんな食料品の表面積によっても、一度に多くの幼虫が食べることができないことを突き止めました。 幼虫はまた、摂食の熱狂から頻繁に休憩を取り、なおかつ仲間の幼虫が食事に移動するのを阻止します。 他の空腹の生物は、噴水のような行動を起こすことで、この行動を回避している。 新しい幼虫が下から這い上がってきて、上から “汲み上げられる “のです」と著者らは書いている。 Shishkovらはその後、食べる速度を予測する数学モデルを開発した。
この研究からは、もう一つ実用的な派生物がある。 クロバエの幼虫は巨大なビンで飼育されますが、その代謝の高さを考えると、問題があります。 餌を食べている間に簡単にオーバーヒートしてしまうのです。 野生では這って逃げることができますが、飼育箱の中では動きが制限されるため、コロニー全体がオーバーヒートして死んでしまうこともあるのです。 そこで、幼虫の養殖業者は、幼虫を飼育する倉庫全体にエアコンをかけている。 そこで、Shishkovらは、幼虫の餌の塊に冷気を送り込む通気床を発明した（特許出願中）。 これは、それらを過剰加熱から守り、農家が依然として高い収量を得ることを保証します。
DOI: Journal of the Royal Society Interface, 2019. 10.1098/rsif.2018.0735 (DOIについて).
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