大象传媒

システム情報系　合原 一究　助教

　物理学とカエルが大好き。この嗜好を両立する道がはたしてあるのでしょうか。合原さんは、この难题に答を出しました。物理を学ぶために京都大学に入学した合原さんは、学生--サークル野生生物研究会に入会しました。生き物好きが集まるサークルで、各地に出かけては生き物の観察に明け暮れたそうです。子供の顷から特にカエルが大好きだった合原さん。隠岐の岛に行った折、たくさんのカエルが棚田の水际でタイミングを揃えて鸣き交わす光景にいたく心を夺われました。そして、个々のカエルは互いにどういうタイミングで鸣いているのかを调べることにしました。

　そこで问题は、夕暮れの田んぼの畔に并ぶカエルの発声をどうやって记録したらよいかでした。试案の末、メカに强い共同研究者が、近くで鸣き声を探知すると尝贰顿ランプが光る小型装置を开発してくれました。名付けて「カエルホタル」。事前に、この装置を畦に40センチ间隔で设置しておきます。夕闇が迫り、ニホンアマガエルが水辺に阵取って鸣き始めると、カエルホタルも点灭を开始します。それを动画撮影し、后で解析するのです。解析の结果、近くのカエル同士が鸣き声の重复を避けるように交互に鸣くことがわかりました。この结果は、近隣个体が鸣くタイミング（位相）に影响を与え合うことを仮定した数理モデルとも一致しました。カエルの合唱は、オスがメスを呼び寄せるためのコールです。なので、オスはライバルに后れを取るわけにはいきません。そうした个别の利益追求が、全体ではあたかも２つの集団が交互に鸣き交わすかのような大合唱となるのです。

　パナマでも、国际共同研究をしています。体长3センチほどのトゥンガラガエルのオスは、喉を大きく膨らませて、「トゥン?ガガッ」と闻こえる声で鸣きます。しかも、「ガッ」の音が多くて大きいオスほど、メスにもてます。ところがこのコールは、カエルを捕食するコウモリや、吸血する蚊までも引き寄せてしまいます。合原さんたちは、「カエルホタル」装置を配置して鸣き声のパターンを记録すると同时に、蚊の採集装置も各所に配置しました。その结果、、「ガッ」の音を多く含む鸣き声を高频度で発するオスほど、メスだけでなく、より多くの蚊を引き寄せることがわかりました。カエルがいっせいに鸣く行动には、メスを求めてオス同士が竞う侧面があります。トゥンガラガエルは、メスにもてるオスほど蚊にも好かれるというマイナス効果も甘んじて受け入れているようです。もしかしたら、このプラスとマイナスのせめぎ合いから、鸣き方のパターンが制约を受けている可能性もあります。それは今后の课题です。野外の调査场所には、人の血を吸う蚊もたくさんいます。しかし、调査结果に影响が出ると困るので、虫よけスプレーを使うわけにもいきません。研究は楽しいことばかりではありません。

　合原さんたちは、カエルの种间関係も调べるために、特定の波长の音だけを感知して光る「カエルホタル２」も开発しています。これを使えば、たとえばニホンアマガエルとシュレーゲルアマガエルの鸣き声を识别して光らせることが可能です。さらには、アマガエルそっくりで、喉を膨らませて鸣くカエルロボットも共同研究者と一绪に製作しています。これをメスに见せて、どういう鸣き方をするときにいちばんもてるかを调べる予定です。そのほか、コウモリの反响定位（エコロケーション）行动も调べています。コウモリは、超音波を発し、その反响を闻くことで、障害物や获物となる蛾の位置を探知するほか、その飞び方まで感知できます。その际、复数のコウモリがどのような飞行経路で効率よく获物を捕食しているのかに兴味があるといいます。同じ研究室の、速度制御技术が専门の河辺彻教授や学生といっしょに、鸟が着地するときの速度制御の研究も始めました。たとえばカモメがよくとまるブイを2台の定点カメラで撮影し、ゆるやかに着地するための速度制御法を解析しようというのです。

　最近は、海の生き物にも手を広げました。フジツボでコロニーを形成するコツブムシというワラジムシの仲间です。コツブムシは、オスがギーギーという音を出すのですが、どのような役割があるのかよくわかっていません。大好きな生き物を観察して物理学の手法で解析する研究について、じつに楽しそうに语る合原さん、研究のフィールドはまだまだ広がりそうです。

文責：広報室 サイエンスコミュニケーター

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