ヒマラヤの秘境に咲く、まるでゾウの顔のような不思議な花。この花には、たった一種の昆虫だけが知る「秘密のスイッチ」がありました。ハチが花の特定の場所を噛んでブルブルと体を震わせると、まるで魔法のように花粉が噴き出すのです。なぜ、ハチはこの花の“ツボ”を知っているのでしょうか？最新の科学が、花と昆虫が織りなす絶妙な共進化の謎を、バイオメカニクスという新しい視点から解き明かしました。
中国南西部のヒマラヤ・横断山脈の高地に咲くシオガマギク属（Pedicularis）の何百種もの野草は、長い鼻（花吻）を持つゾウの頭に似た特殊な花弁（かぶと状花弁）を持っています。マルハナバチは、それらの唯一の送粉者です。マルチアングルカメラでマルハナバチの訪花を数百回ビデオ撮影したところ、ハチは花に止まるとゾウの頭を噛み、胸の筋肉を震わせることが明らかになりました。その振動が顎に伝わると、ゾウの鼻先から花粉が噴出します。花粉はハチの腹部に付着し、ハチはそれを後脚にある花粉かごに集めて、巣にいる幼虫の姉妹たちの餌として持ち帰ります。これらの花は蜜を作らないため、花粉が唯一の報酬であり、ハチは次々と植物を飛び移ることで、より多くのベビーフードと引き換えに花を受粉させているのです。
マルハナバチが、シオガマギクの種に関わらず常に同じ場所を噛むのはなぜか。この謎を調査するため、研究者たちは3DマイクロCTと原子間力顕微鏡を用いて花の構造と物性を定量化し、シオガマギク属の花の3次元有限要素モデルを構築しました。有限要素解析と振動力学実験の結果、ゾウの鼻から最も多くの花粉を振り落とすためには、ゾウの頭（花吻の基部）に「最適な噛みつきポイント」が一つだけ存在することが示されました。
シオガマギクの種が異なれば、ゾウの鼻の長さや、ねじれ・巻きの度合いも異なります。マルハナバチは、自身の体の長さが、花の最適な噛みつきポイントからゾウの鼻の先端までの長さに一致する花でのみ、花粉を採集し、受粉させることができます。しかし、同じ巣に住むマルハナバチでも、夏の間で体のサイズは変化します。これは、同じ巣に同居する年上と年下の働きバチが、2種類以上の異なる「ゾウの鼻」を持つ花を振動させることができることを意味します。個体レベルの送粉ネットワーク分析により、異なるシオガマギク属の花の花吻長と、訪花するマルハナバチの体長との間に有意な「サイズ・マッチング」があることが確認され、種レベルと個体レベルの両方で正確な一致が見られました。これにより、同じ山の斜面の同じ標高で、複数の異なる「ゾウの鼻」を持つ種が共に生育し開花しているにもかかわらず、それらの間の雑種が見つからない理由が説明されます。彼女たちは、同じサイズや長さのマルハナバチを共有していないのです。
この研究成果は、2025年3月12日に科学誌『Science China Life Sciences』に掲載されました。論文のタイトルは、「Vibration Mechanics Involved in Buzz Pollination Lead to Size-Dependent Associations Between Bumblebees and Pedicularis Flowers（バズ・ポリネーションに関わる振動力学はマルハナバチとシオガマギク属の花の間のサイズ依存的な関係を導く）」です。
「バズ・ポリネーション（振動採粉）は複雑な振動カップリングを伴うため、バイオメカニクスと送粉生態学を統合することは深刻な挑戦です」と、筆頭著者であり中国科学院大学の博士課程学生であるジョアンチン・シュー氏（Miss. Yuanqing Xu）は述べています。「私たちは、振動力学、昆虫の行動、生態学的ネットワークを組み合わせた多次元的な研究フレームワークを確立することに成功しました」。
「魅力的なのは種の『ゾウの鼻』のバイオメカニクスが、花粉粒が間違った花に到達するのを防いでいることです」と、共著者でありミズーリ植物園の上級送粉生態学者であるピーター・バーンハート教授（Prof. Peter Bernhardt）は付け加えます。「まるでこれらの花がハチに『私を揺らす前に、ここを噛んで！』と語りかけているかのようです」。
本研究は、バズ・ポリネーションにおける振動カップリングのメカニズムを明らかにし、植物と送粉者の相互作用を形成する上での花のバイオメカニクスの重要な役割を浮き彫りにします。これは、植物と送粉者の共進化、そして時間と共に野生群落における花の多様性が確立される過程について、新たな洞察を提供するものです。バズ・ポリネATIONは被子植物で広く見られ、一部の経済作物にとっても重要であることから、本研究は生態系の保全と現代農業におけるより良い送粉管理のための科学的な支援を提供するものです。
著者らは、シオガマギク属の送粉生態学研究に顕著な貢献をし、これらのユニークな種を「ゾウの鼻の花」と呼んだ、著名な送粉生態学者である故ウォルター・A・マシオール教授（Professor Walter A. Macior、1936–2007）にこの論文を捧げています。責任著者であり、昆明植物研究所の研究者であるワン・ホン教授（Prof. Hong Wang）は、「これらの花から、私たちは進化の過程における生命の知恵だけでなく、世代と国境を越えた科学精神の共鳴をも読み取ることができます」と語りました。
[News release] [Science China Life Sciences abstract]
マルハナバチは振動を利用して、くちばしのある 「おせっかいな 」ペディキュラリスで花粉を採る。彼らはいつも花のくちばしの付け根に噛みつき、それからブンブンと音を立てる。くちばしの末端から放出された花粉はハチの腹部に付着する。噛みつくポイントが最も強い花の振動を生み出し、ゾウの鼻先から最も多くの花粉を放出する。異なる種類のリュウゼツランが一緒に咲くと、マルハナバチは自分の翅の長さに合ったくちばしの長さの花を選び、サイズに依存した相互作用が生じる。 (Credit: ©Science China Press)
