地球上の生き物は24時間周期で動いていますが、ある甲虫は自然界の他の生物と同期していません。新しい研究では、独自の48時間周期を持つ甲虫に注目しています。2023年1月18日にCurrent Biologyに掲載されたこのオープンアクセス論文は「Circabidian Rhythm of Sex Pheromone Reception in a Scarab Beetle（スカラベ甲虫における性フェロモン受信のサーカビディアンリズム）」と題されています。
大きな黒いチャファー甲虫、Holotrichia parallelaは、アジアの農業害虫です。雌甲虫は隔夜、土から出てきて宿主植物を登り、雄を引き寄せるフェロモンを放出します。
雌甲虫の交尾行動は、48時間、または概日リズムの制御下にあり、その理由は不明のままです。カリフォルニア大学デービス校の分子・細胞生物学教授であるウォルター・リアル博士（Walter Leal, PhD）と、中国農業科学院北京のジャオ・イン博士（Jiao Yin, PhD）が率いるチームは、雄甲虫が雌を嗅ぎ分ける能力も48時間周期であるかどうかを知りたがっていました。
リアル博士のラボは、昆虫の化学感覚を研究しています。蛾から蚊までの多くの昆虫は、配偶者を引き寄せるために匂いを使います。昆虫は、空中を漂う特定の化学物質に反応する特殊な受容体を含む触角で「匂い」を嗅ぎます。
フェロモンに従う
チームの最初のステップは、雌のフェロモンに反応する受容体の遺伝子を大型黒チャファーで特定することでした。このフェロモンはL-アイソロイシンメチルエステル、またはLIMEという名前が付けられています。
研究者たちは当初、14の候補遺伝子をクローニングしました。一連の実験により、彼らはHparOR14遺伝子を性フェロモン受容体として特定しました。これは、甲虫種で特定された最初の性フェロモン受容体です。
受容体遺伝子を特定した後、科学者たちは甲虫の一生と48時間周期にわたるHparOR14遺伝子の転写レベルを測定することができました。彼らは、「デートナイト」に雌が植物を登り、香りを放出するとき、HparOR14の転写が夜間に高かったことを発見しました。しかし、交代する日々には受容体活動が低かったです。 （コントロール実験では、甲虫にとっての食料を示す損傷した葉からの化学信号に対する反応は、日々変わらず一定でした。）
結果は、雄チャファーの雌の性フェロモンを検出する能力が、雌の交尾行動に合わせた48時間、サーカビディアン周期で動いていることを示しています。
大型黒チャファーがこれらの48時間周期を持つ理由と方法は不明です。サーカディアン、24時間時計は、24時間周期で変化する手がかりによって同期されます - 最も明白なものは、太陽の昇りや沈みです。しかし、自然界には既知の48時間の手がかりはありませんので、大型黒チャファーの概日リズムがどのように設定されているか - 雄と雌が互いに同期し、どの夜がデートナイトであるかを皆が知ることができる方法を含め - はまだ解決されていない謎です。
「生物からバクテリアまで、24時間周期の生理学と行動は一般的に観察されますが、自然界で48時間周期の観察は稀です」と、この作業には関与していないUCデービスの昆虫学および線虫学部門の教授であり、概日リズムの専門家であるジョアンナ・チュー教授は述べています。「リアル教授と彼の共同研究者によるこの優雅な研究は、この甲虫におけるフェロモン検出のサーカビディアンリズムがどのように生成されるかについて、私たちに詳細な説明を提供してくれました。」
写真：ホロトリキア・パラレラ（Holotrichia parallela）は、アジアでは深刻な農業害虫である。
