サハラギンアリ

サハラギンアリ
科学的分類
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：	ハチ目
家族：	アリ科
亜科:	アリ科
属:	カタグリフィス
種：	C.ボンビシナ
二名法名
	カタグリフィス・ボンビシナ; ロジャー、1859

サハラギンアリ（Cataglyphis bombycina ）は、サハラ砂漠に生息する昆虫の一種です。世界で知られている12,000種のアリの中で最も速く、秒速855ミリメートル（時速1.9マイル以上、3.1キロメートル）の速度を誇ります。1秒間に自身の体長の108倍の距離を移動することができ、これを上回るのはオーストラリアのハンミョウRivacindela hudsoniとカリフォルニア沿岸ダニParatarsotomus macropalpisの2種の生物のみです。これはほぼ人間の歩行速度に相当し、体の大きさからすると、身長180センチメートル（6フィート）の人間のランナーの場合、約秒速200メートル（時速720キロメートル）の速度に相当します。

生息地の極度に高い気温が主な原因ですが、捕食者の脅威もあって、アリは巣の外で1日10分程度しか活動しません。^{[1]捕食と気温という2つの圧力により、アリの地上での活動は、捕食性の}トカゲが活動を停止する温度とアリ自身の上限温度の間の狭い温度帯に制限されます。 ^[2]

アリは熱中症になった動物の死骸を漁るために、真昼の気温が47℃（117℉）前後になる場所を頻繁に走り回ります。^[3]このような高温に対処するために、アリはいくつかの独特な適応を持っています。

全速力で移動するとき、彼らは6本の脚のうち4本だけを使います。この四足歩行は、前脚を上げることで実現されます。^[4]非常に高い歩幅の頻度を含む他のいくつかの適応により、C. bombycinaは体の大きさに比べて最も速く歩く動物種の1つとなっています。^[5]

太陽の位置を追跡することで、アリは巣への直接ルートを常に把握してナビゲートすることができ、暑い中で過ごす時間を最小限に抑えることができます。 ^[6]数人の偵察隊が監視し、アリを食べるトカゲが巣穴に避難するとコロニーに警告します。その後、コロニー全体、つまり数百匹のアリが餌を探しに出発しますが、気温が53°C（127°F）に達する前に仕事を終える必要があります。この温度はアリを死なせる可能性があります。

サハラギンアリは熱ショックタンパク質（HSP）を生成しますが、他の動物とは異なり、熱に直接反応して生成するわけではありません。巣を離れる前に生成するため、体温が急上昇しても初期損傷を受けません。これらのHSPにより、体温が非常に高くても細胞機能が継続します。極度の暑さに備えてタンパク質を生成していなければ、タンパク質が効果を発揮する前に死んでしまいます。

ある研究者の言葉によれば、このタンパク質の生成は「細胞損傷やタンパク質変性に対する急性反応を反映するものではなく、動物が de novo HSP合成の恩恵を受ける機会を与えるには急激すぎる温度変化の際に、生物が高温で作業できるようにする適応反応であると思われる」^[7]さらに「熱にさらされた後、餌探しの狂乱の数分間の持続時間はこれらの保護タンパク質を合成するには短すぎる」^[2] 。この適応と他の適応により、アリは「知られている中で最も耐熱性の高い動物の 1 つ」と呼ばれるようになりました。^[7]アリの臨界温度は 53.6 °C (128.5 °F) です。^[8]

ギンアリは、体の上部と側面が三角形の断面を持つ独特な形状の毛で覆われており、2つの方法で涼しく保っています。これらの毛は、可視光と近赤外線、つまり太陽放射が最大となる領域で高い反射率を示します。また、毛は電磁スペクトルの中赤外線領域で高い放射率を示し、反射防止層として機能し、アリの熱い体から空気中に放射される熱放射によって余分な熱を逃がすアリの能力を高めます。この受動的な冷却効果は、直射日光の下でも機能します。^[9]^{[10]このため、ギンアリは}受動的な昼間の放射冷却の分野で研究のきっかけとなっています。^[11]

参考文献

^ ウェナー、R.;マーシュ、AC;ウェナー、S. (1992)。「熱の綱渡りをする砂漠のアリ」。自然。357 (6379): 586–7。Bibcode :1992Natur.357..586W。土井：10.1038/357586a0. S2CID 11774194。
^ ab Gullan, PJ; Cranston, PS (2004-09-13). 昆虫学概説. Wiley. ISBN 9781405111133。
^ Yoon, Carol Kaesuk (1992-06-30). 「極限環境での生活: アリは砂漠の暑さに耐える」.ニューヨーク・タイムズ. ISSN 0362-4331 . 2016年1月14日閲覧。
^ Zollikofer, C (1994). 「アリの歩行パターン - 体形態の影響」(PDF) . Journal of Experimental Biology . 192 (1): 107–118. doi :10.1242/jeb.192.1.107. PMID 9317436 . 2016年1月14日閲覧。
^ Pfeffer, Sarah Elisabeth; Wahl, Verena Luisa; Wittlinger, Matthias; Wolf, Harald (2019). 「サハラギンアリCataglyphis bombycinaの高速移動」. The Journal of Experimental Biology . 222 (20): jeb198705. doi : 10.1242/jeb.198705 . PMID 31619540.
^ The Amazing Cataglyphis Ant、2006-02-26、2016-01-14閲覧
^ ab Moseley, Pope L. (1997-11-01). 「熱ショックタンパク質と全生物の熱適応」.応用生理学ジャーナル. 83 (5): 1413–1417. doi :10.1152/jappl.1997.83.5.1413. ISSN 8750-7587. PMID 9375300.
^ Chown, Steven L.; Nicolson, Sue W. (2004-07-15). 昆虫生理生態学: メカニズムとパターン. OUP Oxford. ISBN 9780198515487。
^ Shi, NN; Tsai, C.-C.; Camino, F.; Bernard, GD; Yu, N.; Wehner, R. (2015年6月18日). 「涼しさを保つ：サハラシルバーアントにおける光反射と放射熱放散の強化」. Science . 349 (6245): 298–301. Bibcode :2015Sci...349..298S. doi : 10.1126/science.aab3564 . PMID 26089358.
^ 「プレスリリース：サハラギンアリは毛を使って地球の最も暑い気温を生き延びる | UWニュース」ワシントン大学。2015年6月18日。
^ Wu, Wanchun; Lin, Shenghua; Wei, Mingming; Huang, Jinhua; Xu, Hua; Lu, Yuehui; Song, Weijie (2020 年 6 月). 「サハラシルバーアントにヒントを得たフレキシブルパッシブ放射冷却」.太陽エネルギー材料および太陽電池. 210 : 110512. doi :10.1016/j.solmat.2020.110512. S2CID 216200857 – Elsevier Science Direct 経由.

[WehnerEtAl1992-1] ウェナー、R.;マーシュ、AC;ウェナー、S. (1992)。「熱の綱渡りをする砂漠のアリ」。自然。357 (6379): 586–7。Bibcode :1992Natur.357..586W。土井：10.1038/357586a0. S2CID 11774194。

[:0-2] Gullan, PJ; Cranston, PS (2004-09-13). 昆虫学概説. Wiley. ISBN 9781405111133。

[3] Yoon, Carol Kaesuk (1992-06-30). 「極限環境での生活: アリは砂漠の暑さに耐える」.ニューヨーク・タイムズ. ISSN 0362-4331 . 2016年1月14日閲覧。

[4] Zollikofer, C (1994). 「アリの歩行パターン - 体形態の影響」(PDF) . Journal of Experimental Biology . 192 (1): 107–118. doi :10.1242/jeb.192.1.107. PMID 9317436 . 2016年1月14日閲覧。

[5] Pfeffer, Sarah Elisabeth; Wahl, Verena Luisa; Wittlinger, Matthias; Wolf, Harald (2019). 「サハラギンアリCataglyphis bombycinaの高速移動」. The Journal of Experimental Biology . 222 (20): jeb198705. doi : 10.1242/jeb.198705 . PMID 31619540.

[6] The Amazing Cataglyphis Ant、2006-02-26、2016-01-14閲覧

[:1-7] Moseley, Pope L. (1997-11-01). 「熱ショックタンパク質と全生物の熱適応」.応用生理学ジャーナル. 83 (5): 1413–1417. doi :10.1152/jappl.1997.83.5.1413. ISSN 8750-7587. PMID 9375300.

[8] Chown, Steven L.; Nicolson, Sue W. (2004-07-15). 昆虫生理生態学: メカニズムとパターン. OUP Oxford. ISBN 9780198515487。

[9] Shi, NN; Tsai, C.-C.; Camino, F.; Bernard, GD; Yu, N.; Wehner, R. (2015年6月18日). 「涼しさを保つ：サハラシルバーアントにおける光反射と放射熱放散の強化」. Science . 349 (6245): 298–301. Bibcode :2015Sci...349..298S. doi : 10.1126/science.aab3564 . PMID 26089358.

[10] 「プレスリリース：サハラギンアリは毛を使って地球の最も暑い気温を生き延びる | UWニュース」ワシントン大学。2015年6月18日。

[11] Wu, Wanchun; Lin, Shenghua; Wei, Mingming; Huang, Jinhua; Xu, Hua; Lu, Yuehui; Song, Weijie (2020 年 6 月). 「サハラシルバーアントにヒントを得たフレキシブルパッシブ放射冷却」.太陽エネルギー材料および太陽電池. 210 : 110512. doi :10.1016/j.solmat.2020.110512. S2CID 216200857 – Elsevier Science Direct 経由.