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ミイデラゴミムシは、オサムシ科（Carabidae）のオサムシ亜科（ BrachininaeまたはPaussinae ）に属し、全部で500種以上が存在します。この亜科の最も有名な特徴は、その名の由来となった防御機構です。刺激を受けると、尾腺から熱く有害な化学物質をポンという音とともに噴射します。
この噴霧は、ヒドロキノンと過酸化水素の触媒反応によって生成され、その水溶液は甲虫の腹部の尾腺に蓄えられています。溶液が「前庭」（アイスナーの言葉）に達すると、触媒が過酸化水素の分解とヒドロキノンの酸化を促進します。 [ 1 ]反応による熱で混合物は水の沸点近くまで上昇し、噴射を促すガスが発生します。この噴霧によるダメージは、攻撃してきた昆虫にとって致命的となる可能性があります。ミイデラゴミムシの中には、噴霧をさまざまな方向に向けられるものもいます。
ミイデラゴミムシは南極大陸を除くすべての大陸に生息しています。[ 2 ]温帯地域では森林や草原に生息することが多いですが、産卵に適した湿った場所があれば他の環境でも見られます。
ミイデラゴミムシのほとんどの種は、幼虫も含めて肉食性です。 [ 3 ]この甲虫は通常、夜間に他の昆虫を狩りますが、積極的に餌を探していないときは、しばしば同種の仲間と集まります。[ 4 ]
腹部の先端には2つの大きな腺が開口している。それぞれの腺は、厚い壁を持つ前庭からなり、前庭を覆う分泌細胞によって産生されるカタラーゼとペルオキシダーゼの混合物を含んでいる。また、両方の腺は薄い壁を持つ圧縮可能な貯蔵部からなり、そこにはヒドロキノンと過酸化水素の水溶液が含まれている。[ 1 ]
反応物の水溶液は、甲虫の体内の別々の貯蔵庫に蓄えられています。[ 5 ]甲虫が危険を感じると、弁が開いて溶液が前室に到達します。前室の壁に沿って並ぶカタラーゼは、次の理論反応のように過酸化水素の分解を促進します。
ペルオキシダーゼ酵素は、ヒドロキノンをキノンに酸化する反応を促進する（ベンゼン-1,4-ジオールは1,4-ベンゾキノンに、メチルヒドロキノンも同様）。その理論的な反応は以下の通りである。
既知の正味反応は、前の反応のH 2 (g)と1/2 O 2 (g)生成物の理論的な反応をさらに説明するものであり、次のとおりです。 [ 1 ]
この反応は非常に発熱性が高く、放出されたエネルギーによって混合物の温度が100 ℃近くまで上昇し、その約5分の1が蒸発します。結果として生じる圧力上昇により、反応物貯蔵室の入口弁が閉じ、甲虫の内臓が保護されます。沸騰した悪臭を放つ液体は、大きな破裂音とともに出口弁から激しく排出されます。甲虫の腺には、甲虫が化学スプレーを約20回噴射できるだけのヒドロキノンと過酸化水素が蓄えられています。場合によっては、これで捕食者を殺すのに十分です。[ 6 ]甲虫のスプレーの主成分は1,4-ベンゾキノンで、脊椎動物の目や呼吸器系を刺激します。噴射されるその他の有毒な副産物には、さまざまな酸、アルデヒド、フェノール類が含まれます。[ 7 ]
反応物が反応室に流入し、その後噴射される一連の動作は、約 70 回のパルスで、毎秒約 500 回の速度で行われます。一連の動作全体は、ほんの一瞬で完了します。これらのパルスは、貯蔵槽への継続的な圧力と、反応室へのアクセスを制御するバルブの振動的な開閉によって生じる、繰り返される微小爆発によって引き起こされます。このパルス機構は、筋肉ではなく圧力を使用して一定速度で噴霧を噴射するため、甲虫のエネルギーを節約し、甲虫の生存に有利です。また、酵素が貯蔵されている前室に新しい反応物が再導入されることで、チャンバーの温度が低下し、ペルオキシダーゼとカタラーゼが熱変性から保護されます。[ 8 ]
通常、甲虫は反応を引き起こしたものに向かって噴射するように体を回転させます。アフリカ産ミイデラゴミムシの中には、腺の開口部が270°回転して昆虫の脚の間から突き出し、液体をかなり正確に広範囲の方向に噴射できるものもいます。[ 9 ]
カブトムシの独特な防御機構の進化の全容は不明ですが、生物学者は、このシステムが他のカブトムシに見られる防御機構から自然選択によって段階的に進化してきた可能性があることを示しています。[ 10 ] [ 11 ]具体的には、キノン化合物は、カブトムシや他の昆虫が外骨格を硬化させるために生成する褐色の物質であるスクレロチンの前駆体です。[ 12 ]さらに、一部のカブトムシは、捕食者に対する自然な抑止力として、ヒドロキノンを含む余分な悪臭を放つキノンを皮膚の下の小さな袋に蓄えています。すべてのオサムシ科のカブトムシはこの種の構造を持っています。さらに、一部のカブトムシは、細胞の代謝の一般的な副産物である過酸化水素をヒドロキノンと混合します。ほとんどの細胞に存在するカタラーゼの一部は、このプロセスをより効率的にします。化学反応は熱と圧力を生じ、一部のカブトムシは後者を利用して化学物質を皮膚に押し出します。これは、攻撃されると泡状の分泌物を出す甲虫Metrius contractusの場合である。[ 13 ]ミイデラゴミムシでは、貯蔵器からの漏れを防ぐ筋肉に加えて、毒のより制御された放出を可能にする弁と、放出方向をより良く制御できる細長い腹部が発達した。[ 10 ] [ 11 ]