カイコ

カイコ
ペアになったオス（上）とメス（下）
5齢幼虫
保全状況
家畜化された
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：	チョウ目
家族：	カイコ科
属:	カイコ
種：	B.モリ
二名法名
カイコ （リンネ、1758年）
同義語
ファレナ・モリ・リンネ、1758 カイコガムーア＆ハットン、1862 カイコガ（Bombyx brunnea）グリュンベルク、1911 カイコ クロエシムーアとハットン、1862 年 カイコガムーア＆ハットン、1862 カイコガウッドメイソン、1886 カイコガムーア＆ハットン、1862 カイコ テキストムーア & ハットン、1862

カイコガは、一般に家蚕として知られ、カイコ科に属する蛾の一種です野蚕であるBombyx mandarinaに最も近い親戚です。カイコガの幼虫がカイコです。カイコは絹の主な生産者であるため、特に経済的価値があります。カイコの好物は白桑の葉ですが、他の種類の桑や、オセージオレンジなど他の植物の葉も食べることがあります。家蚕は、何千年にもわたる品種改良の結果、繁殖を人間に完全に依存しています。カイコガの別の種である野蚕は、絹の生産においてそれほど商業的に採算が取れません。

養蚕は、生糸を生産するためにカイコを飼育する習慣で、中国では少なくとも5000年前から行われており、^[1]そこからインド、韓国、ネパール、日本、そして西洋に広まった。養蚕の従来の方法では、蛹の段階でカイコを殺す。^[2]家蚕は、インド北部から中国北部、韓国、日本、ロシア極東地域に分布する野生のカイコガBombyx mandarinaから家畜化された。家蚕は、日本や韓国の系統ではなく、中国の系統に由来する。^{[3] [4]}

新石器時代以前には、カイコガが家畜として飼育されていた可能性は低い。それ以前には、大量の絹糸を製造する道具は開発されていなかった。家畜化されたカイコガと野生のカイコガは現在でも繁殖し、時には雑種を生み出すことができる。 ^{[5] : 342}カイコガが他のカイコガ種と交雑できるかどうかは不明である。カイコガ属のほとんどの種と比べると、家畜化されたカイコガは体色を失っており、飛翔能力も失っている。^[6]

桑の蚕は、季節ごとの産卵頻度に基づいて3つの主要なカテゴリに分けられます。一化性蚕は1シーズンに1回しか産卵せず、一般的にヨーロッパ周辺で見られます。一化性の卵は冬の間冬眠し、春に交配して受精します。二化性の品種は通常東アジアで見られ、わずかに暖かい気候によって繁殖プロセスが加速されます。さらに、熱帯地方でのみ見られる多化性の蚕もいます。卵は通常9〜12日以内に孵化するため、年間を通じて最大8世代の幼虫が生まれます。^[7]

卵は約 14 日で孵化し、幼虫となり、継続的に餌を食べます。カイコは白桑を好み、桑の香り物質であるシスジャスモンに引き寄せられます。カイコは単食性ではなく、他のクワ科の種や、主にオセージオレンジなどの他のクワ科の種も食べます。カイコは小さな黒い毛で覆われています。頭の色が暗くなると、脱皮が近づいていることを示します。脱皮後、カイコの幼虫は白く、裸で、背中に小さな角があります。

4回の脱皮を終えると、体はわずかに黄色くなり、皮膚は引き締まる。その後、幼虫はライフサイクルの蛹期に入る準備を整え、唾液腺から分泌される生糸でできた繭に身を包む。幼虫から蛹への最後の脱皮は繭の中で行われ、無防備でほとんど動かない蛹の時期には繭が保護層の役割を果たす。他の多くのチョウ目昆虫も繭を作るが、織物生産に利用されているのは、カイコ科、特にBombyx属とヤママユガ科、特にAntheraea属のわずか数種のみ である。

繭は長さ300～900メートル（980～3,000フィート）の生糸でできています。繊維は細くて光沢があり、直径は約10μm（0.0004インチ）です。1ポンド（0.45kg）を作るには、約2,000～3,000個の繭が必要です。毎年少なくとも7,000万ポンド（3,200万kg）の生糸が生産されており、約100億個の繭が必要です。^{[8] [より良い情報源が必要]}

蛹の段階を生き延びた動物は、タンパク質分解酵素を放出して繭に穴を開け、成虫として羽化します。これらの酵素は絹を破壊し、1マイル以上の長さの絹繊維をランダムな長さの断片に分解する可能性があるため、絹糸の価値が下がります。ただし、これらの損傷した絹の繭は、中国やその他の地域で羽毛布団、ジャケット、その他の目的の生産に利用できる「詰め物」として今でも使用されています。これを防ぐために、カイコの繭は水で煮られます。熱によりカイコは死に、水により繭がほどけやすくなります。カイコは食べられることがよくあります。

繭から絹を収穫する過程で蛹が殺されるため、養蚕は動物愛護活動家や動物愛護活動家から批判されてきた。マハトマ・ガンジーは「いかなる生き物も傷つけない」というアヒンサーの哲学に基づき、絹の生産に批判的だった。この考えからガンジーは綿糸紡績機を推進し、その一例はガンジー研究所で見ることができる。 ^{[9]この原則の延長線上で、}アヒンサーシルクとして知られる現代の生産方法が生まれた。アヒンサーシルクは、絹を収穫する前に羽化させた蛾の繭から作られる野生絹（野生および半野生のカイコガ由来） である。

蛾はカイコのライフサイクルの成虫段階です。カイコの蛾は翼幅が 3～5 cm (1.2～2.0 インチ) で、体は白く毛に覆われています。メスはオスの約 2～3 倍の大きさです (多くの卵を抱えているため)。カイコの成虫はすべて口器が小さく、餌を食べません。

カイコガの羽は幼虫の成虫原基から発達する。^[10]カイコガは、野生のB. mandarinaや他のカイコガの種（オスがメスに会うために飛ぶ）とは対照的に、機能的な飛行能力を持たない。中には離陸して空中に留まる能力を持つものもいるが、体が大きすぎて羽が小さいため、持続的な飛行は達成できない。

カイコの脚はカイコの幼虫（胸部）の脚から発達する。Distallessやextradenticleなどの発達遺伝子は脚の発達をマークするために使用されてきた。さらに、幼虫の異なる年齢で胸部脚の特定の部分を除去すると、成虫のカイコは対応する成虫の脚の部分を形成しないという結果になった。^[10]

カイコは体が小さく、飼育しやすいことから、鱗翅目動物や節足動物全般の生物学研究におけるモデル生物となっている。カイコを用いて、遺伝学、フェロモン、ホルモン、脳構造、生理学に関する基礎的な発見がなされてきた。 ^{[11] [要出典]その一例が、最初に知られたフェロモンである}ボンビコールの分子同定である。カイコ1匹が生産するフェロモンの量は少量であったため、50万匹の抽出液が必要であった。^[要出典]

多くの研究は、カイコの遺伝学と遺伝子工学の可能性に焦点を当ててきた。何百もの系統が維持されており、400を超えるメンデルの突然変異が記載されている。^[12]別の情報源によると、1,000の近親交配された家畜系統が世界中で維持されているという。^[13]絹産業にとって有用な開発の1つは、人工飼料を含む桑の葉以外の食物を食べることができるカイコである。^[12]ゲノムの研究により、遺伝子組み換えカイコが絹タンパク質の代わりに薬理学的薬物を含むタンパク質を生成する可能性も浮上している。Bombyx mori の雌はまた、減数分裂中にシナプトネマ複合体のみによって（交差ではなく）一緒に保持される相同染色体を持つ数少ない生物の1つである。^[14] B. mori の卵母細胞では、減数分裂は完全に無差別（交差がない）である。^[15] B. moriでは減数分裂のパキテン期にシナプトネマ複合体が形成されるが、対になった染色体間での交差相同組換えは起こらない。^[16]

クレイグ・バイオクラフト研究所^[17]はワイオミング大学とノートルダム大学 の研究成果を活用し、クモの糸を生産するように遺伝子操作されたカイコを作り出す共同研究を行った。2010年9月、この研究は成功したと発表された。^[18]

タフツ大学の研究者は、人間の組織に似た感触と外観を持つスポンジ状のシルクでできた足場を開発しました。これらは再建手術中に移植され、損傷した靭帯、腱、その他の組織をサポートまたは再構築します。また、シルクと薬剤化合物でできたインプラントも開発され、皮膚の下に埋め込むことで薬剤を安定して徐々に放出することができます。^[19]

MIT メディア ラボの研究者たちは、カイコをさまざまな曲率の表面に置いたときに何を織るのかを調べる実験を行いました。特に直線状の網の上で、カイコは隣接する線を絹でつなぎ、特定の形状に直接織り込むことがわかりました。この知識を利用して、数日かけて 6,500 匹のカイコで シルクのパビリオンを造りました。

カイコは他の無脊椎動物モデルに比べていくつかの有利な特性を持っているため、抗生物質の発見に使用されてきました。^{[20]リソシンE [21] 、}リソバクター属RH2180-5 ^[22]によって合成される非リボソームペプチド、GPI0363 ^[23]などの抗生物質は、カイコを使用して発見された注目すべき抗生物質です。さらに、カイコ感染モデルにおける治療活性と相関する適切な薬物動態パラメータを持つ抗生物質が選択されました。^[24]

カイコは病原微生物の新たな毒性因子の同定にも利用されている。Staphylococcus aureus USA300株のトランスポゾン変異体ライブラリーを用いた初の大規模スクリーニングが実施され、 S. aureusの完全な毒性に関与する8つの新しい遺伝子が同定された。^[25]同じ研究チームによる別の研究では、YjbHが生体内での毒性と酸化ストレス耐性に果たす役割が初めて明らかになった。^[26]

家畜種のカイコガは、野生種（例：B. mandarina）に比べて、繭の大きさ、体の大きさ、成長率、消化効率が向上している。人間の存在や取り扱い、また混雑した環境での生活にも耐性を獲得している。家畜化されたカイコガは飛べないため、オスはメスを見つけるのに人間の助けが必要であり、潜在的な天敵に対する恐怖心がない。固有の色素も失われているため、飼育下でのみ生活する場合はカモフラージュが役に立たないため、家畜化されたカイコガは白変種である。これらの変化により、カイコガは生存を人間に完全に依存するようになり、野生には存在しない。^[27]卵は孵化を助けるために 孵卵器で保管される。

カイコは5000年以上前に中国で初めて飼育されました。^{[28] [29]}

カイコの育種は、商業的観点からカイコを全体的に改良することを目的としています。主な目的は、繁殖力、幼虫の健康、繭と絹の生産量、および耐病性の向上です。幼虫が健康であれば、繭も健康になります。健康は、蛹化率の向上、幼虫群の中で死んだ幼虫の減少、^[30]幼虫の期間が短いこと（感染の可能性が減る）、青みがかった第 5 齢幼虫（赤褐色の幼虫よりも健康的）などの要因に依存します。生産される繭と絹の量は、蛹化率と幼虫の体重に直接関係しています。より健康な幼虫は、蛹化率と繭の重量が大きくなります。繭と絹の品質は、遺伝を含むいくつかの要因に依存します。

米国では、教師が科学プロジェクトとして教室で家禽類のカイコガを飼育し、昆虫のライフサイクルを生徒に紹介することがあります。生徒は卵から幼虫、蛹、そして蛾に至るまでの昆虫のライフサイクル全体を観察する機会を得ます。

中国、南アフリカ、ジンバブエ、イランなどの国では、趣味としてカイコガの飼育が行われてきました。子どもたちが卵を次の世代に引き継ぐことが多く、非商業的な集団を形成しています。この体験は、子どもたちにカイコガのライフサイクルを目撃する機会を提供します。

家蚕の全ゲノムは、国際カイコゲノムコンソーシアムによって2008年に公開されました。 ^[13]ドラフト配列は2004年に公開されました。^{[31] [32]}

家蚕のゲノムは中規模で、ゲノムサイズは約 4 億 3,200 万塩基対です。注目すべき特徴は、ゲノムの 43.6% が反復配列であり、その大部分が転移因子であることです。少なくとも 3,000 のカイコ遺伝子は独特で、他のゲノムに相同遺伝子はありません。カイコが大量の絹を生産する能力は、特定の tRNA クラスターと、クラスター化したセリシン遺伝子の存在と相関しています。さらに、カイコが有毒な桑の葉を消費する能力は、細菌遺伝子から獲得されたと思われる特殊なスクラーゼ遺伝子に関連しています。^[13]

2018年には、イルミナ社による137株のゲノムのショートリードが公開された。^[33] 2022年には、ナノポア社による545株のゲノムのロングリードが公開された。^[34]

カイコガの蛹は食用昆虫であり、一部の文化では食べられています。

• インドのアッサムでは、糸を採取するために茹でられ、茹でた蛹はそのまま塩をかけて食べたり、唐辛子やハーブと一緒に揚げてスナックや料理として食べられます。生きた蛹は生で食べたり、茹でたり、揚げたりして食べることもできます。^[35]
• 韓国では、茹でて味付けしたポンテギ（번데기）という人気のスナック食品が作られます。^[36]
• 中国では、露天商が焼いたカイコガの蛹を売っています。
• 日本では、蚕は一般的に佃煮、つまり醤油と砂糖で作った甘酸っぱいタレで煮た料理として食べられます。
• ベトナムでは、これはニョンタムと呼ばれ、通常は茹でて魚醤で味付けし、炒めてご飯と一緒にメインディッシュとして食べられます。
• タイでは、焼いたカイコが露天市場でよく売られています。また、パック詰めされたスナックとしても売られています。

カイコは長期ミッションにおける宇宙食として宇宙飛行士による栽培も提案されている。 ^[37]

中国の伝説によると、蚕の糸は黄帝の妻、嫘祖（西霊石とも呼ばれる）によって発見されたそうです。彼女が木の下でお茶を飲んでいたとき、絹の繭がお茶の中に落ちました。彼女がそれを拾い上げ、絹糸を指に巻き付け始めたとき、ゆっくりと温かい感覚を感じました。絹がなくなると、小さな幼虫を見つけました。彼女はすぐに、この青虫の幼虫が絹の源であることを悟りました。彼女はこれを人々に教え、広まりました。蚕に関する伝説は他にもたくさんあります。

中国人は絹に関する知識を秘密にしていたが、ある伝説によると、ホータン王子と結婚した中国の王女が、おそらく西暦1世紀前半に「持参金の一部として髪に蚕を隠して」絹製造の秘密をオアシスに持ち込んだという。^[38]西暦550年頃、キリスト教の修道士が中空の棒に隠した蚕を中国から 密輸し、その秘密を東ローマ帝国に売ったと言われている。

ベトナムの民話によると、カイコはもともと、恐ろしい主人から逃げ出し、山に住み、山の神に守られていた美しい女中だった。ある日、天から淫らな神が地上に降りてきて女性を誘惑した。彼は彼女を見て強姦しようとしたが、彼女は逃げることができ、山の神にかくまわれた。淫らな神は山の周りに網の罠を仕掛けて彼女を見つけて捕まえようとした。観音の加護により、少女は無事にその網を胃の中に飲み込むことができた。最後に、邪悪な神は仲間の雷神と雨神を召喚して攻撃させ、彼女の服を燃やし、洞窟に隠れることを余儀なくさせた。裸で寒かった彼女は網を吐き出し、それを毛布として使って眠った。少女は眠っている間に亡くなり、他の人々を助け続けたいと願ったため、彼女の魂はカイコに変わった。^{[出典が必要]}

カイコは本質的に単食性で、桑の葉（Morus spp.）のみを食べます。人工飼料を使用する技術の開発により、発育に必要なアミノ酸が判明しました。^[39]さまざまなアミノ酸は5つのカテゴリーに分類できます。

• 除去すると幼虫の発育が完全に停止するもの：リジン、ロイシン、イソロイシン、ヒスチジン、アルギニン、バリン、トリプトファン、トレオニン、フェニルアラニン、メチオニン
• 除去すると幼虫の発育の後の段階を妨げるもの：グルタミン酸とアスパラギン酸
• 半必須アミノ酸。他のアミノ酸を補給することで悪影響を排除できます。プロリン（オルニチンで代用可能）
• 幼虫による生合成によって置換できる非必須アミノ酸：アラニン、グリシン、セリン
• 除去しても全く影響のない非必須アミノ酸：チロシン

• 真菌であるボーベリア・バシアナは、カイコの体全体を破壊します。この真菌は、カイコが寒冷で湿度の高い環境で飼育されている場合によく発生します。この病気は、感染したカイコが蛾の段階まで生きられないため、蛾から卵に伝染することはありません。ただし、この真菌は他の昆虫に広がる可能性があります。
• グラッセリー病は、核多角体病、乳状病、または垂れ下がった病としても知られ、カイコ核多角体ウイルス（別名カイコ核多角体病ウイルス、アルファバキュロウイルス属）の感染によって引き起こされます。グラッセリー病がチョウキー段階で観察された場合、チョウキー幼虫は孵化中またはチョウキー飼育中に感染したに違いありません。感染した卵は、孵化前に表面を洗浄することで消毒できます。感染は、チョウキー飼育舎での不適切な衛生状態の結果として発生する可能性があります。この病気は、幼虫飼育の初期段階でより速く進行します。
• ペブリン病は、寄生性微胞子虫であるノゼマ・ボンビシスによって引き起こされる病気です。感染した幼虫は成長が遅く、体が小さく、青白く弛緩し、食欲不振を示します。幼虫の外皮に小さな黒斑が現れます。また、死んだ幼虫はゴム状のままで、死後腐敗しません。ノゼマ・ボンビシスは、感染した卵から孵化したカイコを 100% 殺します。この病気は、虫から蛾に、そして卵と再び虫に伝染します。この微胞子虫は、カイコが食べる食物から発生します。メスの蛾が卵に病気を感染させ、感染した卵から孵化したカイコは 100% 虫の段階で死にます。この病気を防ぐには、顕微鏡で蛾の体液を調べて、感染した蛾の卵を除外します。
• 軟化病に感染したカイコは死ぬ前に弱々しく見え、色が濃い茶色になります。この病気は幼虫の腸を破壊し、ウイルスや有毒な食物によって引き起こされます。
• さまざまな菌類によって引き起こされるいくつかの病気は、総称してMuscardineと呼ばれます。

• コクーナーゼ
• シルクの歴史
• シルクロード
• 絹を生産する動物のリスト
• サミア・シンシア
• タイシルク
• ラオスシルク
• 日本のシルク
• 家畜のリスト

• ケリー、ヘンリエッタ・エイケン（1903年）。『桑の蚕の養殖』ワシントンDC：米国農務省、政府印刷局。 2012年1月17日閲覧。
• グリマルディ、デイビッド A. ;エンゲル、マイケル S. ( 2005)。昆虫の進化。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-82149-0。
• ジョンソン、シルビア（1989）。カイコ。ラーナー出版。ISBN 978-0-8225-9557-1。
• スコブル、MJ (1995)。『鱗翅目：形態、機能、多様性』プリンストン大学出版局。ISBN 978-0-19-854952-9。
• 吉武尚文（1968）「日本産カイコの系統発生学的起源について」日本蚕糸科学会誌37：83-87。
• トレヴィサン、エイドリアン。「繭の絹：天然の絹の建築」。Sense of Nature。2012 年 5 月 7 日時点のオリジナルよりアーカイブ。

ウィキメディア・コモンズには、カイコガに関連するメディアがあります。

• カイコに関する学生のページ
• WormSpit、カイコ、カイコガ、シルクに関するサイト
• たくさんの写真付きで教師のためのカイコに関する情報
• SilkBase カイコ全長 cDNA データベース
• カイコのライフサイクル写真
• カイコ学校科学プロジェクト指導
• カイコのライフサイクル 1943年の記事と、その主題に関する最初の写真研究