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| ダイナステス・ティティウス | |
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| 成人男性 | |
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| 成人女性 | |
科学的分類 
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| ドメイン： | 真核生物 |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 甲虫目 |
| 家族： | コガネムシ科 |
| 属: | ダイナステス |
| 種： | D. ティティウス
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| 二名法名 | |
| ダイナステス・ティティウス | |
| 同義語 | |
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東部ヘラクレスオオカブト（Dynastes tityus）は、米国東部原産のカブトムシの一種です。成虫の鞘翅は緑色、灰色、または黄褐色で、黒い模様があり、雄の角を含む全長は 60 mm（2.4 インチ）に達することがあります。幼虫はさまざまな木の腐った木を食べます。
分類と名前
Dynastes tityus は、東部ヘラクレスオオカブト、ゾウカブト、ウシカブトなど、いくつかの一般名で知られています。[1]最初に学名が付けられたのは、カール・リンネの 1763 年の著作Centuria Insectorumで、そこではScarabaeus tityusと呼ばれていました。リンネの属Scarabaeusがさらに小さな属に分割されたときに、S. tityusはDynastes tityusに改名されました。[2]
説明
成虫は雌雄ともに体幅が20～27ミリメートル（0.8～1.1インチ）、雄は体長が40～60ミリメートル（1.6～2.4インチ）で、[1]雄の胸部から前方に突き出た長い角（前胸角）と、頭部から上方に突き出た2本目の角（頭楯角）がある。 [3]そのため、 Dynastes tityusは「米国で最も長く重い甲虫の1つ」である。[4]角は、雌をめぐって争う雄同士の戦いに使われる。[5]角の大きさは、甲虫が成長していたときの食物の入手可能性を反映している。[5]角の大きさにもかかわらず、Dynastes tityusは人間に無害である。[5]
鞘翅は緑、灰色、または黄褐色で、通常は黒いまだら模様がある。[5]斑点のパターンは個体ごとに異なる。[4]土中や腐った木の中にいる甲虫は、鞘翅の斑点が見えにくく、非常に暗く見えることが多い。これは殻が吸収した水分によるもので、鞘翅が乾くと淡い色に戻る。[5]水分は鞘翅の外層である上クチクラに蓄えられ、これが下層であるフォトニック結晶からなる外クチクラから光が反射する角度を変える。[6]時々、両方の鞘翅が均一なマホガニー色である場合もあれば、片方の鞘翅が淡く暗い斑点があり、もう一方が単色のマホガニー色の場合もある。[1]
Dynastes tityusは1999年10月にアメリカ合衆国郵便公社が発行した切手に掲載された。[1]
生理
外部の湿度レベルは、東部ヘラクレスオオカブトにとって鞘翅の色の変化につながります。湿度の低い環境から湿度の高い環境に移動すると、鞘翅の色が黄緑色から濃い茶色に変わります。環境が乾燥している場合、多層膜間の空間は空気で満たされ、屈折率は1と低い値になります。しかし、湿度が上昇すると、空気が水に置き換わり、屈折率は1.33に増加します。屈折率レベルの変化は光の透過経路を変え、最終的に目に見える色の変化を引き起こします。[7]
東部ヘラクレスオオカブトは多層構造をしていますが、その正確な構成は解明されていません。昆虫のクチクラの既知の成分はキチン繊維とタンパク質マトリックスです。[8]これらは互いに融合して秩序だった構造を形成し、エネルギーを蓄えて羽と体を保護しまます。高湿度の環境下で鞘翅が濃い茶色に見えると、攻撃や事故からカブトムシをよりよく守ることができます。さらに、鞘翅が黄緑色のとき、定期的な保護と攻撃を受けやすくなります。[7]
分布
Dynastes属は南米起源とされる。北米系統は350万年前のパナマ地峡閉鎖後に出現した。[9]この系統は、横断火山帯とシエラ・マドレ・デル・スル山脈によってさらに分散し、北米の東部と西部の種となった。[ 10 ] D. tityusは、北はニューヨーク州、イリノイ州、インディアナ州から南はフロリダ州とメキシコ湾まで、米国東部と南東部に生息し、テキサス州東部とアーカンソー州西部がその分布域の西限となっている。[3]
東部ヘラクレスオオカブトの幼虫は、腐った木に生息します。幼虫は、木の根元やその近くの大きな空洞の中で生息し、成長することを好むため、そこから土にトンネルを掘ることができます。[11]成虫は、植物の中や湿った落ち葉の下で生息することが観察されています。落ち葉や丸太は、捕食の危険からカブトムシを守ることができます。また、トネリコの木に生息することも確認されており、木は交尾相手を引き寄せたり見つけたりするのを助けます。[12]
生涯の歴史
D. tityusでは交尾は最長 50 分続くことがある。[5]卵の塊は、同じ場所にその場所の資源が枯渇するまで産み付けられる。 [13]幼虫は、白い体と咀嚼用の口器を持つ大きな C 字型の幼虫で[5]、腐った木材や腐った木の中の落ち葉を食べ、長さ約 10 mm (0.39 インチ) の特徴的な長方形の糞を排出する。 [13] 12～18 か月後、幼虫は晩夏に蛹化する。 [1]成虫は冬の間地中に留まり、最初は蛹の巣にとどまる。夏に出現し、6～8 か月生存する。[1]成虫の食性はよくわかっていないが、トネリコの木の樹液をなめているのが観察されている。[1]
産卵は夏に行われ、メスは木の根元またはその近くの大きな空洞に最大100個の卵を産みます。成熟したオークや広葉樹が好まれます。食料源として十分な量の木質残骸が蓄積されている場合、メスは同じ場所に卵を産むことがあります。卵は通常、幼虫が遠くまで移動しなくても十分な栄養を摂取できるように、腐朽した木の内部またはそのすぐ近くに産み付けられます。したがって、メスは産卵前に卵に投資します。[14]親によるそれ以上の育児行動は報告されていません。
この甲虫は変態し、卵、幼虫、蛹、成虫の段階を経る。雌は夏の間に土の中に白黄色の卵を産む。卵の孵化期間は約1か月で、その後3齢幼虫期が続き、これは幼虫の脱皮段階を指す。[14]幼虫はほとんどの時間を地中で過ごす。幼虫は白い体と咀嚼用の口器を持つ大きなC字型の幼虫で、[5]腐った木材や腐った木の中の落ち葉を食べ、長さ約10 mm (0.39インチ)の特徴的な長方形の糞便を生産し、 [13]幼虫と蛹のどちらの段階でも成長するための家として機能する。蛹になる前に、幼虫は土の中で6か月から1年かけて成長し、2回脱皮する。脱皮の過程でさらなる成長が可能になる。 「テネラル」状態とは、脱皮直後の甲虫の体が淡い色をしている柔らかい体の状態を指します。このプロセスは、クチクラが硬化するのを待つため、数時間続きます。[5]
幼虫は、翌年の晩夏に、形成された幼虫の糞と周囲の木質残骸の中で蛹になります。蛹は約1か月で成虫になります。彼らは冬の間蛹の巣の中で地中に留まり、翌年の夏に出現します。成虫の寿命は6か月から23か月です。個体やつがいは、通常、トネリコの木に留まり、樹皮を削り取って樹液を食べます。[15]野生では、完全な成長には最大3年かかる場合があります。[14]幼虫は腐葉土食性で、腐った丸太や朽ちかけた木の幹などの枯れ木を食べます。[11]
捕食
Dynastes tityusの異なるライフステージには、異なる捕食者が襲い掛かります。卵は捕食性ダニの攻撃を受けやすいです。[5]幼虫はスカンクやアライグマなどの哺乳類や、ムカデ、オサムシ、クモ、ミダスバエのウジ虫などの土壌に生息する節足動物に食べられます。[5]
土に穴を掘って幼虫を食べる小さなダニ。卵と色が非常に似ている。種はまだ特定されていない。ミダスバエの幼虫も土に穴を掘って卵を食べる。[5]
交尾
オスはブルーベリーに似た刺激臭を放つことが観察されている。この匂いはメスを引き付けるために使われていると推測されている。[15] セイヨウトネリコはメスを引き付けたり見つけたりする上で重要な役割を果たしていることが示されており、成虫が木の洞ではなくセイヨウトネリコに住む理由を説明しています。オスはセイヨウトネリコの枝の樹皮を削り、形成層をかじります。[15] [12]
類似種
Dynastes属の種はアメリカ大陸に限定されており、8種のうち2種のみが米国に生息している。 [10] D. tityusは米国東部に生息するが、 Dynastes grantii（西部ヘラクレスオオカブト）はアリゾナ州、ニューメキシコ州、ユタ州の高地に生息している。 [16]メキシコには数種が生息しており、 Dynastes hyllusは北はタマウリパス州まで生息している。 [1] D. tityusとD. grantiiは非常によく似ており、交配して生存可能な雑種を生み出すことが可能である。 [5]
人間との交流
D. tityus は軽くて丈夫な鞘翅を持ち、鞘翅の目的は甲虫の後翅を保護することです。[17]彼らのユニークで有益な鞘翅は、人間の世界への応用を刺激しました。[17]この甲虫の鞘翅はキチン繊維とタンパク質マトリックスで構成されています。[17] D. tityusの鞘翅は、軽くて丈夫な材料の開発のための生物学的青写真として使用できます。[17] D. tityus は環境湿度に基づいて色を緑から黒に変えることもできます。湿度が上昇すると黒に変わります。[17]
D. tityusの生物にヒントを得たモデルには微細構造が含まれています。[17]人間の構造では、使用される材料は複合材料で、層状に製造される必要があります。[17]層間の結合は、各層と交差層に繊維を配置して結合力を得ることで強化できます。[17]もう一つの生物にヒントを得たモデルは、層間の硬度の変化です。生物にヒントを得た材料の硬度は異なっている必要があり、層内の材料の方向も異なっている必要があります。[17]
参考文献
- ^ abcdefgh BM Drees & John Jackman (1999).テキサス昆虫フィールドガイド.テキサス州ヒューストン: Gulf Publishing Company . ISBN 978-0-87719-263-3。. 「Eastern Hercules Beetle」より引用。テキサス A&M 大学。2010 年 6 月 12 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6 月 17 日閲覧。
- ^ 「Scarabaeidae」. Nomina Insecta Nearctica . 2010年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6月16日閲覧。
- ^ ab Jeffrey K. Barnes (2003年7月28日). 「Eastern Hercules beetle」.節足動物博物館ノート. 20.アーカンソー大学. 2010年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年6月17日閲覧。
- ^ ab Stephen Cresswell. 「Dynastes tityus Hercules Beetle」. ウェストバージニア州の昆虫。2010年11月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年6月17日閲覧。
- ^ abcdefghijklm 「ヘラクレスオオカブト」。ケンタッキー州の昆虫。ケンタッキー大学。2010年6月17日閲覧。
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- ^ Vincent, Julian FV (2002). 「節足動物のクチクラ：天然の複合シェルシステム」。複合材料パートA：応用科学と製造。33 (10): 1311–1315。doi :10.1016/S1359-835X(02)00167-7 。
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- ^ ab Huang, Jen-Pan (2016-10-15). 「パラパトリック遺伝的移入と表現型同化：ヘラクレスオオカブト（Dynastes、Dynastinae）間の移入の条件のテスト」.分子生態学. 25 (21). Wiley: 5513–5526. Bibcode :2016MolEc..25.5513H. doi :10.1111/mec.13849. hdl : 2027.42/134423 . ISSN 0962-1083. PMID 27661063.
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- ^ abcdefghi Sun, Jiyu; Wu, Wei; Song, Zelai; Tong, Jin; Zhang, Shujun (2019). 「甲虫 Dynastes tityus のナノメカニカル特性と微細構造に基づく軽量材料開発のためのバイオインスピレーション」(PDF)。Journal of Bionic Engineering。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Dynastes tityusに関連するメディアがあります。
Wikispeciesには、Dynastes tityusに関する情報があります。
- 「東部ヘラクレスオオカブト」。旅の途中の動物アート。2010 年 10 月 20 日。D. tityusを描いた切手の画像が含まれています。