
昆虫学において、無栄養繁殖とは、成虫の雌昆虫が卵を成熟させるために、産卵前に特定の種類の餌(一般的には脊椎動物の血液)を摂取しなければならない繁殖戦略である。 [ 1 ]この行動は、蚊などの双翅目昆虫に最もよく見られる。[ 2 ]無栄養繁殖を行う動物は、宿主の血液と接触するため、宿主の感染症の媒介者となることが多い。その反対の特性(成虫として繁殖に特別な食物を必要としないこと)は、無栄養繁殖として知られている。[ 3 ]
自家産卵しない昆虫は、一般的に生存可能な卵を産むのに十分な栄養素(特にタンパク質)を蓄えずに成虫になるため、成虫になってから追加の摂食が必要となる。高タンパク質の食事、通常は血液を摂取することで、卵黄が生成され、卵に栄養が与えられ、繁殖が可能になる。[ 4 ]この血液は通常、大型脊椎動物への外部寄生によって得られる。
しかし、生存可能な卵子を産むのに必要な蓄えを持っている個体であっても、血液を摂取しなければ繁殖できない場合がある。なぜなら、多くの無自家生殖種では、卵子の成熟は血液を摂取したときに放出されるホルモンに依存しているからである。 [ 5 ]さらに、特定の遺伝子型を持つ雌は、本来無自家生殖であるが、雄と交尾することで自家生殖が誘発されることがある。これは、交尾中に放出または獲得されるホルモン、あるいは交尾によって得られる何らかの栄養補給によるものと考えられる。[ 6 ]
同じ種の個体でも、遺伝子型や環境条件、幼虫期に摂取した栄養の種類と量によって、自家発生または非自家発生を示すことがある。[ 3 ] [ 7 ]数理モデルでは、好ましい条件下(特に宿主が容易に見つかる場合、昆虫が吸血を生き延びる可能性が高い場合、非自家発生が繁殖力の増加に寄与する場合)では、非自家発生が昆虫の繁殖にとって有利な戦略になり得ることが示されている。[ 8 ]
自己発生を伴わない吸血行動は、主にハエ目昆虫、すなわち蚊、ブユ、サシチョウバエ、アブ、ヌカカなどにみられる。自己発生を伴わないハエ目昆虫のほとんどは、血液を吸い取るための鋭い刃状の大顎を持っているが、雄ではこれらの口器が未発達な場合が多い。[ 2 ]これらの種は、蜜や果汁などの他の液体食物からも栄養を摂取するため、「二重の空腹感」を示し、糖質の食物とタンパク質の食物の摂取量を別々に調節する。[ 6 ]
昆虫(他の非哺乳類動物と同様)では、卵の成熟は、幼若ホルモンの放出によって引き起こされる卵黄タンパク質の沈着である卵黄形成から始まります。無自家性蚊では、卵黄生成遺伝子は、ラパマイシン標的シグナル経路を介したプロセスによって、吸血後に強く活性化されます。[ 9 ]特に、血液タンパク質に含まれる特定のアミノ酸は、ビテロゲニン遺伝子の活性化に必要であるようです。[ 10 ]
ダニのように普段の食事の大部分または全部が血液である動物では、産卵前に血液を摂取する必要性はそれほど顕著ではありません。これらの分類群では、血液を摂取せずに産卵できる自家産卵能力の方がより注目されています。 [ 11 ]多くの昆虫は、成虫になるとタンパク質を摂取せずに卵を産むことができ、幼虫のときに獲得した栄養素の貯蔵に頼っています。しかし、ほとんどの昆虫はタンパク質を摂取せずに産む卵の数は比較的少なく、ほぼすべての昆虫は最初の産卵後にさらに卵を産むために高タンパク質の食事を必要とします。[ 3 ]