車に踏まれても潰れないすごい虫、「アイアンクラッドビートル」のヒミツ

生物にはモノづくりのヒントがいっぱい

アイアンクラッドビートル(鋼鉄で武装した甲虫)。名前からして強そうでゴツゴツした感触が想像できる虫が、今回の主役です。

アメリカの乾燥地帯に住むこの虫は、異常なほど強靭な外骨格を持っていて、その頑丈さは自動車に踏まれても潰れないほどだそうです。どうすればそんな強度の殻をつくれるのか? 組成は何なのか? 構造はどうなっているのか? 気になるこれらを、東京農工大の新垣篤史(あらかき あつし)先生ら研究グループが明らかにしました。

同じような材料が作れれば、自動車や飛行機だけでなくいろいろなところで活用できると期待されています。強さの秘密を新垣先生に聞きました。

アイアンクラッドビートルとはどんな虫なのか?

──車で踏まれてもつぶれないなんて、そんなすごい虫がいるんですね!

学名はPhloeodes diabolicus、発音がちょっと難しいですね。アメリカの乾燥地域、砂漠などに生息し、大きさはだいたい2〜3センチ、倒木などに卵を産み付けて成虫になると砂の中にもぐったりして生きています。現地では鋼鉄で武装した甲虫・アイアンクラッドビートルと呼ばれ、車に踏まれても潰れない硬い外骨格を持つ甲虫です。

日本には厳密に同じものはいませんが、コブゴミムシダマシと訳されます。今日はコブゴミムシダマシの呼び方で進めたいと思います。ちなみに甲虫とは硬い前翅(ぜんし)を持っていることが特徴的な昆虫の総称で、地球上に存在する約100万種類の昆虫の約40%、つまり約40万種が甲虫に該当するほど種類が多いと言われており、カブトムシや カブトムシ、クワガタムシ、コガネムシも甲虫です。

カリフォルニア大学アーバイン校David Kisailus教授提供
 

──どうしてコブゴミムシダマシを研究しようと思ったのですか。

共同研究者であるエドワード・キサイアス教授(カリフォルニア大学アーバイン校・東京農工大学グローバル研究員教授/兼任)が、地元でこんな虫を見つけたと紹介してくれたのが、研究のきっかけです。彼は日本に研究交流に来ていた際、2か月ほど私の研究室にいたことがありました。

私は当時カブトムシがサナギから羽化し、柔らかくて白い羽が24時間で黒くて硬くなることに興味を持ち、研究を始めた頃でした。

──そういわれてみるとカブトムシも不思議です。

生物なのに固いもの? と思う人もいるかもしれませんが、人間だって骨・歯など固い材料も作っていますよね。生き物に共通するものだと感じて虫の固い構造を研究することにしたのです。

──研究はどのようにして進められたのですか?

まずは他の甲虫とも比較しつつ強さを調べていきました。外からの圧力に対してどの程度の耐久性を持つのか、金属の強度を調べるのと同じように圧縮破壊して強度を計測すると、自重の約3万9000倍相当、133ニュートンに耐えうることがわかりました。近縁種の甲虫と比較しても2倍以上の強度でした。

写真提供:新垣篤史

──すごいですね! どうしてそんなに強く進化してきたのでしょうか。

カブトムシと違って羽は無く飛ばないことから、鳥やトカゲなど捕食者から身を守ろうとしたのだろうと考えられています。つついても中身を食べられない、トカゲが口に入れても簡単にくだけないのであれば、標的にされることもなくなってきます。なぜ地上で生きることを選択したのかは謎ですが、面白いですよね。

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