アゲハチョウ科

アゲハチョウ科 時間範囲:始新世～最近 前Ꞓ Ꞓ お S だ Ｃ ポ T J け ページ いいえ
キプロスでの交尾
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：	半翅目
亜目:	異翅目
スーパーファミリー:	ジェロイデア
家族：	ジェリダエ ・リーチ、1815
亜科[1]
ラガドタルシナ科 トレポバチナエ ハロバティナエ プチロメリナ科 キリンドロステチナエ チャーマトメトリナエ エオトレチナエ ゲリナエ

アメンボ科は半翅目昆虫の科で、一般にはアメンボ、ミズスケーター、ミズスクーター、水生昆虫、池スケーター、ミズスキッパー、ミズグライダー、ミズスキマー、パドルフライなどとして知られています。アメンボ科が真の昆虫（すなわち異翅亜目）として分類されていることと一致して、アメンボ科は突き刺したり吸ったりするために進化した口器を持ち、水の上を歩く珍しい能力を持つことで区別され、水面上を走ることができるプレウストン（水面生活）動物となっています。解剖学的に、体重を移動させて水面上を走れるように作られています。その結果、アメンボはどの池、川、湖にも生息している可能性があります。1,700種を超えるアメンボ科が記載されており、そのうち10％が海生です。^[2]

アゲハチョウ科の90%は淡水に生息する昆虫ですが、海洋に生息するハロバテス属は昆虫の中でもかなり例外的な存在です。ハロバテス属は、フランシス・ブキャナン・ホワイトがチャレンジャー号の探検中に数種類の異なる種を収集した1822年から1883年の間に初めて徹底的に研究されました。^[3]この頃、エシュショルツはアゲハチョウ科の3種を発見し、この種に注目が集まりましたが、その生物学的特徴はほとんどわかっていませんでした。^[3]それ以来、アゲハチョウ科は水上を歩く能力と独特の社会的特徴のために継続的に研究されてきました。

Gerridae科は、水中毛の塊、引き込み式の先端前爪、細長い脚と体を持つという身体的特徴がある。^[4]

ハイドロフージ毛は、小さくて疎水性の微細毛です。これらは、1mmあたり1000本以上の微細毛を持つ極小の毛です。^[4]アメンボの体全体がこれらの毛で覆われているため、水しぶきや水滴に対する耐性があります。これらの毛は水をはじき、水滴が体に重くのしかかるのを防ぎます。

彼らは一般的に小型で、脚の長い昆虫であり、ほとんどの種の体長は2〜12 mm（0.08〜0.47インチ）です。12〜25 mm（0.47〜0.98インチ）の種もいくつかあります。^[5]広範囲に分布する属の中で、北半球のアクエリアスには、少なくともメスでは一般的に12 mm（0.47インチ）を超え、平均約24 mm（0.94インチ）の最大種が含まれます。^{[5] [6]}メスは通常、同種のオスよりも平均して大きくなりますが、^{[5]ベトナム北部と隣接する中国南部の河川に生息する比較的よく知られていない最大種の}Gigantometra gigasでは逆のようです。通常、羽のないオスでは体長約36 mm（1.42インチ）、羽のあるメスでは32 mm（1.26インチ）に達します（ただし、羽のあるオスの平均はメスよりわずかに大きいだけです）。この種では中脚と後脚の長さはそれぞれ10cm（4インチ）を超えることもあります。^[7]

アメンボには2本の触角があり、それぞれに4つの節があります。触角の節は、頭に近いものから遠いものまで番号が付けられています。触角の節IIIには短くて硬い剛毛があります。^[8]触角の節の相対的な長さは、アメンボ科の固有種を識別するのに役立ちますが、一般的に、節Iは残りの3つよりも長くてずんぐりしています。^[9] 4つの節を合わせた長さは通常、アメンボの頭の長さより長くはありません。

アメンボの胸部は一般的に長く、細く、小さい。種によって長さは1.6 mmから3.6 mmの範囲で、円筒形や丸みを帯びた体型をしている種もある。^[9]アメンボの前胸部、つまり胸部の外側の層は、種によって光沢があったり鈍い色だったりし、水をはじく微細な毛で覆われている。^[8]アメンボの腹部は複数の節に分かれており、中胸骨と臍骨の両方が含まれている。^[8]

アゲハチョウ科には前脚、中脚、後脚がある。前脚は最も短く、獲物を刺すのに適した前尖爪がある。前尖爪は、カマキリのように脚の先端ではなく途中にある爪である。中脚は最初の脚よりも長く、最後の脚よりも短く、水中での推進力に適している。後脚は最も長く、広い表面積に体重を分散させるだけでなく、水面上で虫を操縦するのにも使用される。前脚は目のすぐ後ろに付いているが、中脚は後脚の近くに付いており、後脚は胸部の中央に付いているが、体の末端を超えて伸びている。^[8]

アメンボの中には胸部の背側に翼を持つ種もいるが、アメンボ科の他の種、特にハロバテスにはない。アメンボは翼の長さに多型性があり、それが飛翔能力に影響を及ぼし、系統学的に進化して、個体群は長い翼、翼の二形性、または短い翼のいずれかになった。^[10]翼の二形性は、同じ種でも夏のアメンボ個体群が冬の個体群とは異なる長さの翼を進化させることで生じる。波の荒い生息地には翼が短いアメンボがいる可能性が高く、波の穏やかな生息地には翼の長いアメンボがいる可能性が高い。これは、翼が損傷する可能性があることと、分散する能力による。^[1]

フランスの白亜紀（アルビアン）のシャラント琥珀から発見されたクレトゲリスは、当初はゲリッド類であると示唆されていた。 ^{[11]しかし、後に}ゲロイア科の不確定なメンバーであると解釈された。これらは、おそらく同様の生活様式を持つ 、ジュラ紀後期から白亜紀中期にかけて知られている謎の昆虫属である無関係のクレスモダと形態学的に類似している。

分子解析によると、Gerridae科は白亜紀の約1億2800万年前（Mya）に姉妹群のVeliidae科から分岐して誕生したと示唆されており、Veliidae科とは漕ぎ手という移動手段としての単一の起源を共有している。トランスクリプトームに基づく系統発生によると、 Gerridae科は単系統群である。^[12]

アメンボ科では、翼の多型性（すなわち、特定の種に複数の翼形態が存在すること）が複数回独立に進化しており、完全な翼の喪失も発生している^[12]。これは、今日見られる種の多様性の進化とアメンボ科の分散にとって重要なことである。特定の種における翼の多型性の存在は、卵形成飛翔症候群の特殊なケースとして説明することができる。昆虫によく適用されるこの理論に従えば、短い翼を発達させることで、通常は翼と翼筋の発達に使用されるエネルギー貯蔵を、卵の生産量の増加と早期繁殖に充てる能力が個体に与えられ、最終的に個体の適応度が向上する。^[13]あるひなには翼のある子どもが生まれ、次のひなには翼のない能力により、アメンボは変化する環境に適応することができる。環境と季節に応じて、長い、中くらいの、短い、そして翼のない形態がすべて必要となる。長い翼は、水域が混雑しすぎたときに近くの水域まで飛ぶことを可能にしますが、翼が濡れてアメンボの体重が重くなる可能性があります。短い翼は短距離の移動を可能にしますが、アメンボが分散できる距離が制限されます。翼がない場合は、アメンボが重くなることはありませんが、分散することはできません。

アゲハチョウ科では、ほとんどの単化性個体が完全に翅なし（翅がない）か長翅型（翅がある）であるにもかかわらず、翅の多型性は一般的である。 ^[14]アゲハチョウ科の翅なし個体群は、環境の変化がほとんどない安定した水生生息地に限定されるが、長翅型個体群は、より変化が激しく、変動の大きい水源に生息することができる。 ^[14]安定した水域は通常、大きな湖や川であるが、不安定な水域は一般的に小さく季節性がある。アゲハチョウ科は分散のために有翅型を生み出し、変化する条件下で生存する能力があるため、長翅型の個体が維持される。^[14]水域が干上がりそうな場合、アゲハチョウ科は新しい水源まで飛ばなければならないため、翅が必要である。しかし、卵巣の発達と翅をめぐる競争のため、翅のない形態が好まれ、利己的遺伝子理論により、繁殖の成功が主な目標となっている。越冬するシラミは通常、長翅型、つまり羽があり、冬が過ぎると水生生息地に戻ることができる。環境スイッチ機構は、二化性種、つまり年に2回子孫を残す種に見られる季節的二形性を制御する。^[14]このスイッチ機構は、羽のある子孫が進化するかどうかを決定するのに役立つ。温度も光周期スイッチにおいて重要な役割を果たしている。^[14]温度は季節を意味し、冬は冬眠するため、羽が必要になる時期を意味する。最終的に、これらのスイッチ機構は羽の特徴に関する遺伝子対立遺伝子を変化させ、生物学的分散を維持するのに役立つ。

アメンボが水上を歩くことができるのは、いくつかの要因が組み合わさっているためです。アメンボは、水の高い表面張力と、長くて疎水性の脚を利用して、水面上に留まっています。アメンボ科の種は、高度に適応した脚と分散された体重によって、この表面張力を有利に利用しています。

アメンボの脚は細長く、体の重さを広い表面積に分散できるようになっている。脚は丈夫だが柔軟性もあり、体重を均等に分散して水の流れに沿って流れることができる。アメンボの体表には防水毛が並んでいる。1平方ミリメートルあたり数千本の防水毛があり、アメンボの体に防水体を与え、波、雨、しぶきなどで濡れるのを防ぐ。水が体に張り付いて重みで体全体が水面上を保つことができなくなると、アメンボは濡れてしまう可能性がある。^[4]体の大部分を水面上に保つこの姿勢は上膨脹姿勢と呼ばれ、アメンボの特徴である。アメンボの体が、例えば大きな波などで誤って水没した場合、この小さな防水毛が空気を閉じ込める。体中の小さな気泡は浮力として働き、アメンボを再び水面に引き上げると同時に、水中から呼吸するための気泡も提供します。^[4]しかし、アメンボは水中での水没を克服することに成功しているにもかかわらず、油の中ではそれほど有能ではなく、実験的な 油流出では、淡水系に流出した油はアメンボを動けなくし、死に至らしめる可能性があることが示唆されています。 ^[15]

脚の微細な毛は、疎水性表面と、水上で体重を分散するためのより大きな表面積の両方を提供します。漕ぐために使用される中脚は、脛骨と足根に特に発達した縁毛があり、推進力を通じて動きを増やすのに役立ちます。^[4]後脚のペアはステアリングに使用されます。 ^[16]漕ぎのストロークを開始すると、アメンボの中足根が素早く下方後方に押し下げられ、円形の表面波が作成され、その波頭を使用して前方への推進力を推進できます。^[4]作成された半円形の波は、押すための反作用力として機能するため、アメンボが迅速に移動する能力に不可欠です。その結果、アメンボは1メートル/秒以上で移動することがよくあります。^[17]

一般的に、ゲリッドはゼラチン状の物質を接着剤として使い、水中の岩や植物に卵を産みます。妊娠したメスは2～20個の卵を産みます。卵は乳白色または半透明ですが、明るいオレンジ色になります。^[17]

アメンボは卵期、5 齢の幼虫期を経て成虫期を迎える。アメンボの齢期間は幼虫期を通じて高い相関関係にある。^[18]これは、個体が各齢期を通じて同じ速度で成長する傾向があることを意味する。各幼虫期は 7～10 日間続き、アメンボは脱皮し、頭部と胸部の背側にある Y 字型の縫合部から古いクチクラを脱ぎ捨てる。^[17]幼虫は行動や食性が成虫と非常に似ているが、より小型 (体長 1 mm) で色が薄く、足節と生殖節の分化がない。^[17]アメンボが成虫になるまでには約 60～70 日かかるが、この成長速度は卵が入っている水温と高い相関関係にあることがわかっている。^[16]

アメンボ科は一般に静かな水面に生息する。アメンボ科の大部分は淡水域に生息するが、Asclepios、Halobates、Stenobatesおよび他のいくつかの属は海水域に生息する。^[19]海水種は一般に沿岸性であるが、少数のHalobates は沖合（海洋）に生息し、この生息地の唯一の昆虫である。^{[19]アメンボ科は昆虫や}動物プランクトンが豊富で、卵を産む岩や植物がいくつかある環境を好む。さまざまな環境でのアメンボの蔓延状況を研究したところ、アメンボが最も好む水温は 25 °C（77 °F）前後であることがわかった。^[17] 22 °C（72 °F）未満の水温は好ましくない。^[17]これはおそらく、幼体の発育速度が温度に依存しているという事実によるものである [5]。^{[全文引用が必要]}周囲の水温が低いほど、幼魚の発育は遅くなります。Gerridae属の代表的な種は、ヨーロッパ、旧ソ連、カナダ、米国、南アフリカ、南米、オーストラリア、中国、マレーシアに生息しています[5]。^{[全文引用が必要]}ニュージーランド海域ではまだ確認されていません。^[17]

アメンボは水生捕食者で、水面に落ちた無脊椎動物、主にクモや昆虫を食べます。^[16]アメンボは、もがく獲物が作る波紋に引き寄せられてこの食料源にやって来ます。アメンボは前足をセンサーとして使い、水の波紋が作り出す振動を感知します。アメンボは口吻で獲物の体に穴を開け、唾液中の酵素を注入して獲物の内部構造を分解し、残った液を吸い出します。アメンボは生きた獲物を好みますが、陸生昆虫に関しては見境なく食べます。^[20]外洋に生息するハゼ科の魚は、浮遊昆虫や動物プランクトンを食べ、時には自分の幼虫を共食いします。^[16] 共食いは頻繁に行われ、個体数の抑制や縄張り争いの制限に役立っています。アメンボが協力的なグループで生活し、共食いの確率が低い非交尾期には、アメンボは大きな獲物を周囲の仲間と堂々と分け合います。アメンボの中には、堆積物や堆積物の表面から餌をとる収集家もいます。

アメンボ科の動物は、主に鳥類や一部の魚類に捕食される。ミズナギドリ、アジサシ、一部の海水魚は、アメンボ科の動物を捕食する。^[16]魚類はアメンボの主な捕食者ではないようだが、飢餓状態の場合にはアメンボを食べる。胸部から分泌される臭腺が、魚がアメンボを食べるのを防ぐ役割を果たしている。^[20]アメンボ科の動物は、生息地に応じて、さまざまな種の鳥類に主に狩られる。アメンボ科の動物の中には、カエルに狩られるものもあるが、カエルが主な食料源ではない。^[20]アメンボ科の動物は、互いに狩られることもある。アメンボの共食いは、主に交尾場所を求めて幼虫を狩ることだが、食料として狩ることもある。[ ^16]

アメンボ科の昆虫にはいくつかの内部寄生虫が見つかっている。トリパノサマダニ科の鞭毛虫、線虫、寄生性膜翅目昆虫はすべて内部寄生虫として働く。^[20]水ダニの幼虫はアメンボ科の昆虫の外部寄生虫として働く。^[20]

アメンボの生息地の水の塩分濃度が急激に上昇すると、アメンボの移動が引き起こされることがあります。アメンボは塩分濃度の低い場所に移動し、汽水域と淡水域内で遺伝子が混合します。^[21]幼虫の個体数密度もアメンボの分散に影響します。幼虫段階のアメンボの密度が高いほど、飛翔筋を発達させる短翅目の成虫の割合が高くなります。^[22]これらの飛翔筋により、アメンボは近隣の水域に飛んで交尾することができ、遺伝子が拡散します。この遺伝子の拡散と混合は、ヘテロ接合性の利点により有益な場合があります。一般的に、アメンボは、ある場所または水たまりのアメンボの密度を下げるような方法で分散しようとします。ほとんどは飛翔によってこれを行いますが、翼または翼筋を欠くアメンボは水域の流れまたは洪水に頼ります。ハロバテスの卵は海に浮遊するゴミに産み付けられることが多く、漂流物によって海中に拡散します。^[17]

アメンボ科の一部の種では、水面に生じる波紋周波数によるコミュニケーションを通じて性別が判別される。 ^[16]水中で波紋を起こすのは主にオスである。波紋コミュニケーションには3つの主な周波数があり、撃退信号として25 Hz、威嚇信号として10 Hz、求愛信号として3 Hzである。^[16]近づいてくるアメンボは、まず撃退信号を発して、自分のエリアにいることを伝えます。撃退信号を返さないアメンボはメスだとわかり、求愛信号に切り替えます。受容的なメスは腹部を下げて、オスが乗り交尾できるようにします。非受容的なメスは腹部を上げて撃退信号を発します。^[16]交尾を許されたオスは、繁殖期の間ずっと同じメスにくっついたままです。これは、メスの子供がマウントを取ったオスの所有物となり、オスの遺伝子が確実に拡散するようにするためである。メスは水中に沈めて植物や石などの安定した表面に卵を付着させることで産卵する。^[16]アメンボの中には、水が十分穏やかであれば水辺に卵を産む種もいる。産まれる卵の数は、繁殖期に母親が利用できる食物の量によって決まる。食物の入手可能性と、その地域における他のアメンボの中での優位性は、どちらも得られる食物の量、ひいては繁殖力に決定的な役割を果たす。^{[23]アメンボは、温暖な}熱帯地域では一年中繁殖するが、季節的な生息地では暖かい時期のみ繁殖する。冬の環境に生息するアメンボは、成虫で越冬する。これは、体温を機能レベルに維持するために費やす必要のあるエネルギーコストが大きいためである。これらのアメンボは、季節的な地域では冬の間、落ち葉の中や丸太や岩などの固定されたシェルターの下で発見されています。 ^[14]この生殖休眠は、幼虫の発育中の日長の短縮と脂質レベルの季節変動の結果です。^[14]日長の短縮は、アメンボに気温の低下が近づいていることを知らせ、体が体全体に脂質を食料源として蓄えるための物理的な信号としても機能します。アメンボは冬眠中にこれらの脂質を代謝に使用します。冬眠の長さは、環境が温まり、日が再び長くなる時期によって異なります。

血縁者による区別はアシナガバチ科では稀で、実際に見られるのはハロバチ類のみである。飢餓が関係していない場合、いくつかの研究で、Aquarius remigisとLimnoporus dissortis のどちらの親も血縁者以外を優先的に共食いしないことが示されている。^[24]これら2種はアメリカの海域で広く分布している。これらの種は家族的な傾向を示さず、幼虫に単独で餌を探させる。メスはオスよりも幼虫を共食いし、特に1齢幼虫を共食いする。^[24]親も兄弟も自分と遺伝的に関係のあるメンバーを識別できないため、幼虫は共食いやその他の縄張り争いを避けるために、羽が完全に発達したらすぐに分散しなければならない。

アメンボ科は縄張り意識を持つ昆虫で、そのことを振動パターンで知らせます。成虫のアメンボ科の雌雄は別々の縄張りを持ちますが、通常雄の縄張りの方が雌の縄張りより大きいです。^[14]交尾期には、アメンボ科は水中に警告の振動を発し、縄張りとそこにいる雌の両方を守ります。アメンボ科は非常に目立ち、撃退信号で存在を知らせますが、多くの場合、大規模な群れで生活しています。^[20]これらの大規模な群れは通常、競争の必要性が少ない非交尾期に形成されます。繁殖期以外は、繁殖のために競争する代わりに、アメンボ科は栄養と隠れ場所を得るために協力することができます。アメンボ科は群れが密集しすぎると、飛び去るか共食いすることで分散しようとします。

• ビデオゲーム『スーパーマリオ64』のウェット・ドライ・ワールドには、アメンボとその動きをベースにした「スケーター」という名前の敵が登場する。この名前は、アメンボの別名である「ウォーター・スケーター」に由来している。^[25]
• 2002年の映画『タキシード』では、アメンボがバイオテロリストによって遺伝子操作され、人から人へと感染する細菌を宿し、重度の脱水症状と即死を引き起こす。^[26]

• アメンボ科（小型アメンボ）
• 水面上の動物の移動
• デニーのパラドックス
• アゲハチョウ科の属一覧

ウィキメディア・コモンズには、 Gerridaeに関連するメディアがあります。

Wikispeciesには、Gerridaeに関する情報があります。

• 「Gerridae」。統合分類情報システム。
• 大判写真：有翼と無翼の種類
• 漕げ、漕げ、漕げ、あなたのバグ^{[リンク切れ‍ ]}
• アメンボの動きのビデオ
• 英国ウェールズのアカゲラ（Gerris lacustris）のビデオ