TED日本語 - サラ・ルイス: ホタルの愛と偽り

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TED日本語 - サラ・ルイス: ホタルの愛と偽り

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ホタルの愛と偽り
The loves and lies of fireflies
サラ・ルイス
Sara Lewis

内容

生物学者であるサラ・ルイスはこの20年間、ホタルの魔法と神秘に触れてきました。この魅力的なトークで、ルイスはこの甲虫類がどのようにして、そしてなぜ光を静かに放つのか、また、オスとメスが交尾する時に何が起こるのか、さらには、ある種のメスがなぜ吸血ホタルと呼ばれるのかをお話しします。(美しくないですね。)驚きの真実をもっと知りたい方はルイスによる脚注をご覧ください。

Script

As a scientist, and also as a human being, I've been trying to make myself susceptible to wonder. I think Jason Webley last night called it "conspiring to be part of the magic." So it's fortunate that my career as a biologist lets me dive deeply into the lives of some truly wondrous creatures that share our planet: fireflies.

Now, for many of you, I know that fireflies might conjure up some really great memories: childhood, summertime, even other TED Talks. Maybe something like this.

My seduction into the world of fireflies began when I was back in graduate school. One evening, I was sitting out in my backyard in North Carolina, and suddenly, these silent sparks rose up all around me, and I began to wonder: How do these creatures make light, and what's with all this flashing? Are they talking to one another? And what happens after the lights go out? I've been lucky enough to answer some of these questions as I've explored this nocturnal world.

Now if you've ever seen or even heard about fireflies, then you'll know how magically they can transform our everyday landscape into something ethereal and otherworldly, and this happens around the globe, like this hillside in the Smoky Mountains that I saw transformed into a living cascade of light by the eerie glows of these blue ghost fireflies, or a roadside river that I visited in Japan as it was giving birth to the slow, floating flashes of these Genji fireflies, or in Malaysia, the mangrove trees that I watched blossom nightly not with flowers but with the lights of a thousand -- (Bleep! Bleep!) -- fireflies, all blinking together in stunning synchrony. These luminous landscapes still fill me with wonder, and they keep me connected to the magic of the natural world.

And I find it amazing that they're created by these tiny insects. In person, fireflies are charming. They're charismatic. They've been celebrated in art and in poetry for centuries. As I've traveled around the world, I've met many thoughtful people who have told me that God put fireflies on Earth for humans to enjoy. Other creatures can enjoy them too. I think these graceful insects are truly miraculous because they so beautifully illuminate the creative improvisation of evolution. They've been shaped by two powerful evolutionary forces: natural selection, the struggle for survival, and sexual selection, the struggle for reproductive opportunity. As a firefly junkie, the past 20 years have been quite an exciting ride. Together with my students at Tufts University and other colleagues, we've made lots of new discoveries about fireflies: their courtship and sex lives, their treachery and murder. So today I'd like to share with you just a couple of tales that we've brought back from our collective adventures into this hidden world.

Fireflies belong to a very beautiful and diverse group of insects, the beetles. Worldwide, there are more than 2,000 firefly species, and these have evolved remarkably diverse courtship signals, that is, different ways to find and attract mates. Around 150 million years ago, the very first fireflies probably looked like this. They flew during the daytime and they didn't light up. Instead, males used their fantastic antennae to sniff out perfumes given off by their females. In other fireflies, it's only the females who light up. They are attractively plump and wingless, so every night, they climb up onto perches and they glow brightly for hours to attract their flying but unlit males. In still other fireflies, both sexes use quick, bright flashes to find their mates. Here in North America, we have more than 100 different kinds of firefly that have the remarkable ability to shine energy out from their bodies in the form of light. How do they do that? It seems totally magical, but these bioluminescent signals arise from carefully orchestrated chemical reactions that happen inside the firefly lantern. The main star is an enzyme called luciferase, which in the course of evolution has figured out a way to wrap its tiny arms around an even smaller molecule called luciferin, in the process getting it so excited that it actually gives off light. Incredible.

But how could these bright lights have benefited some proto-firefly? To answer this question, we need to flip back in the family album to some baby pictures. Fireflies completely reinvent their bodies as they grow. They spend the vast majority of their lifetime, up to two years, in this larval form. Their main goal here, like my teenagers, is to eat and grow. And firefly light first originated in these juveniles. Every single firefly larva can light up, even when their adults can't.

But what's the point to being so conspicuous? Well, we know that these juveniles make nasty-tasting chemicals that help them survive their extended childhood, so we think these lights first evolved as a warning, a neon sign that says, "Toxic! Stay away!" to any would-be predators. It took many millions of years before these bright lights evolved into a smart communication tool that could be used not just to ward off potential predators but to bring in potential mates. Driven now by sexual selection, some adult fireflies like this proud male evolved a shiny new glow-in-the-dark lantern that would let them take courtship to a whole new level. These adults only live a few weeks, and now they're single-mindedly focused on sex, that is, on propelling their genes into the next firefly generation. So we can follow this male out into the field as he joins hundreds of other males who are all showing off their new courtship signals. It's amazing to think that the luminous displays we admire here and in fact everywhere around the world are actually the silent love songs of male fireflies. They're flying and flashing their hearts out. I still find it very romantic.

But meanwhile, where are all the females? Well, they're lounging down below surveying their options. They have plenty of males to choose from, and these females turn out to be very picky. When a female sees a flash from an especially attractive male, she'll aim her lantern in his direction, and give him a flash back. It's her "come hither" sign. So he flies closer and he flashes again. If she still likes him, they'll strike up a conversation. These creatures speak their love in the language of light.

So what exactly do these females consider sexy? We decided to conduct some firefly opinion polls to find out. When we tested females using blinking LED lights, we discovered they prefer males who give longer-lasting flashes. (Laughter) (Applause) I know you're wondering, what gives these males their sex appeal? Now we get to see what happens when the lights go out.

The first thing we discovered is that once a male and female hook up like this, they stay together all night long, and when we looked inside to see what might be happening, we discovered a surprising new twist to firefly sex. While they're mating, the male is busy giving the female not just his sperm but also a nutrient-filled package called a nuptial gift. We can zoom in to look more closely inside this mating pair. We can actually see the gift -- it's shown here in red -- as it's being passed from the male to the female. What makes this gift so valuable is that it's packed with protein that the female will use to provision her eggs. So females are keeping their eyes on this prize as they size up potential mates. We discovered that females use male flash signals to try to predict which males have the biggest gifts to offer, because this bling helps the female lay more eggs and ultimately launch more of her own offspring into the next generation.

So it's not all sweetness and light. Firefly romance is risky. For the most part, these adult fireflies don't get eaten because like their juveniles they can manufacture toxins that are repellent to birds and other insectivores, but somewhere along the line,one particular group of fireflies somehow lost the metabolic machinery needed to make their own protective toxins. This evolutionary flaw, which was discovered by my colleague Tom Eisner, has driven these fireflies to take their bright lights out into the night with treacherous intent. Dubbed "femme fatales" by Jim Lloyd, another colleague, these females have figured out how to target the males of other firefly species. So the hunt begins with the predator -- she's shown here in the lower left -- where she's sitting quietly and eavesdropping on the courtship conversation of her intended prey, and here's how it might go. First the prey male flashes, "Do you love me?" His own female responds, "Maybe." So then he flashes again. But this time, the predator sneaks in a reply that cleverly mimics exactly what the other female just said. She's not looking for love: she's looking for toxins. If she's good, she can lure this male close enough to reach out and grab him, and he's not just a light snack. Over the next hour, she slowly exsanguinates this male leaving behind just some gory remains. Unable to make their own toxins, these females resort to drinking the blood of other fireflies to get these protective chemicals. So a firefly vampire, brought to you by natural selection.

We still have a lot to learn about fireflies, but it looks like many stories will remain untold, because around the world, firefly populations are blinking out. The main culprit: habitat loss. Pretty much everywhere, the fields and forests, the mangroves and meadows that fireflies need to survive, are giving way to development and to sprawl.

Here's another problem: we've conquered darkness, but in the process, we spill so much extra light out into the night that it disrupts the lives of other creatures, and fireflies are especially sensitive to light pollution because it obscures the signals that they use to find their mates.

Do we really need fireflies? After all, they're just one tiny bit of Earth's biodiversity. Yet every time a species is lost, it's like extinguishing a room full of candles one by one. You might not notice when the first few flames flicker out, but in the end, you're left sitting in darkness. As we work together to craft a planetary future, I hope we can find a way to keep these bright lights shining.

Thank you.

(Applause)

科学者として そして人としても 世の中の不思議なことに 敏感であり続けたいと思っています ジェイソン・ウェブリーが昨晩語った 「神秘の一部となること」 という言葉について考えてみました 生物学者として キャリアを積んできたので 私たちと同じ地球に住む ある とても神秘的な生物の生態に 深くかかわることが出来て幸運でした ホタルです

ここにいらっしゃる多くの方にとって ホタルといえば素晴らしい記憶を 思い起こすかもしれません 子供の頃 夏の思い出 さらには他のTEDのトークなどです もしかしたら こんな思い出かもしれません

私にとってホタルの世界への誘惑は 大学院の頃にさかのぼります ある晩 ノース・カロライナにある 私の家の裏庭で座っていた時のことです 突然 音も立てず光が 私の周りを囲み 疑問に思ったのがきっかけでした どうやって この生き物は 光を放つのだろう? どのような意味があるのだろう? お互いに会話しているのかな? 光が消えた後はどうなるんだろう? この夜の世界を探究したので 幸いにもこのような疑問の いくつかの答えを 見つけ出すことができました

ホタルを見たり ホタルの話を聞いた方はご存知でしょう ホタルには 日常の風景を 天上のような 別世界へと変えてしまう 魔法の力があるのです そんなことが地球上で起きているのです ここスモーキー・マウンテンの山腹で このブルー・ゴースト・フィアフライが 奇妙な光を放ち まるで生きた光の滝となっているのを 見たことがあります また 日本を訪れた時は 道路沿いの川で 源氏ボタルが ゆっくりと漂うような光を発していました また マレーシアでは マングローブの木々に 夜になると光の花が咲くのを見ました 花もないのに (ピカ ピカと) ホタルが鈴なりになり 見事なまでに調子を合わせ 一緒に点滅していました このような光を放つ風景は 今でも私を不思議な気持ちにさせ 私を自然界の魔法に 関わり続けさせてくれるのです

このような小さな昆虫によって 生み出されているとは 実に驚きです 私にとっては ホタルは魅力的ですし カリスマ的な存在です 何世紀にもわたって 芸術や詩の世界で賛美されてきました 私が世界中を旅して出会った 多くの思索家は 人間が楽しめるように 神がホタルを地球に授けたのだと言います 他の生き物にとっても ホタルの光は楽しみでしょう この優雅な昆虫は本当に神秘的です 進化論的な即興的創造を 美的に映し出しているのですから 彼らは2つの強力な進化論的な力で 形作られていきました 自然淘汰や生存競争 それと性的な選択 つまり 生殖機会を得る競争です ホタルの信奉者として この20年はとてもエキサティングでした タフツ大学の教え子や 他の研究仲間と共に ホタルについて多くのことを 発見しました 求愛行動や性的行動 裏切りや仲間を殺すことなどです 今日は皆さんに この隠された世界での 私達の研究結果から いくつかをお話ししようと思います

ホタルは甲虫類という とても美しく かつ多様性のある 昆虫のあるグループに属しています 世界中には2,000以上の ホタルの種がいて 実に様々な求愛パターン つまり異性を引き付ける方法を 進化させてきました 1.5億年ほど前に誕生した 原始のホタルは こんな姿をしていたことでしょう 昼間の内に飛び 蛍光を放つこともありませんでした そのかわりに オスは見事な触角で メスの発する匂いを嗅ぎつけました またある種のホタルでは メスだけが蛍光を放ちます メスには魅力的に丸丸していますが ハネがありません 毎夜 木を登っていき 何時間も明るく光り続けて 飛ぶことはできるけれど 光らないオスを引き寄せます また別のホタルは オスメスとも短い間隔で明るく光ることで 異性を探します ここ北アメリカには 100種類以上のホタルがいて 驚くべき能力を有し 身体から光の形でエネルギーを 放出できるのです どうやってでしょうか? まるで魔法のようですが 生化学的発光は 巧みに統合された化学反応により ホタルの発光器の内部で発光します その主要な働きをする酵素は ルシフェラーゼといい 進化の過程において より小さい分子であるルシフェリンを 小さな腕で包み込みように 進化したのでした そうすることで励起状態となり 光を実際に放ちます 見事ですね

では このような明るい光が 原種のホタルにとって どのようなメリットがあったのでしょうか? この問いに答えるには 家族アルバムの中の 赤ちゃんの写真にまで 遡らなければなりません ホタルは成長の過程で 体をすっかりと作り変えてしまいます 一生の内 ほとんどの期間 ― 最長2年ほどまでを 幼虫として過ごします その期間は まるで私の10代の時と 同じですが ただ食べて 大きくなることが 大切なのです ホタルの光は この幼少期に始まっています たとえ成虫になって 光を放たないホテルでも 幼虫は全て蛍光を放つことができます

しかし何のために そんな目立った風体を しているのでしょうか? じつは幼虫は このひどい味の化学物質によって 長い幼少期を生き延びるのに 役立っているのです この光は捕食者に対する警告 つまり 「毒物注意! 近づくな」 というネオンサインのようもなものとして 進化したものと考えています この輝かしい光が 素晴らしいコミュニケーションの 手段へと進化するのには 数百万年を要しました この光は捕食者を遠ざけるだけではなく 異性を引き付ける役目を 果たしてきたのでしょう 異性による選択の作用に導かれ この誇らしきオスの様に 成虫のホタルの中には 暗闇に煌々と輝く灯篭のごとく進化し 異性との関わりを 全くもって新しいレベルへと 引き上げていったことでしょう このような成虫は数週間しか 生き延びることができず ただひたすら交尾を求めるのです つまり 遺伝子を 次の世代へと伝えていくのです このオスを野原で追跡してみましょう 数百匹のオスの群衆に入り込み 交尾を求める信号を放つことでしょう ここで私たちが称賛する ホタルの光が 実際は世界中いたる所で繰り広げられる オスのホタルの静かな ラブ・ソングなんだと考えたら 何て素晴らしいことでしょう 空を舞い全力を振り絞って 光を放っています 何てロマンチックなんでしょう

ところで メスたちは何処にいるのでしょう? ほら 下の方で 誰にしようかなって 考えながらブラブラしているようです 数多くのオスから選ぶのですが メスはとても選り好みが 激しいのです メスはとても魅力的なオスが放つ 光を見つけると 発色部をオスのほうに向けて 閃光を返します これが 「こちらにおいで」というサインです するとオスは近づいて光を今一度放ちます なおもそのオスが お気に入りならば 二人は会話を始めます この生物は愛を 光という言葉で語るのです

ではメスはオスの性的魅力を 何で測るのでしょう 私たちはメスのホタルの好みを 統計的に調べてみることにしました 点滅するLEDを用いてメスをテストしてみたのです 好まれるのは 光が長持ちするオスでした (笑い)(拍手) このようなオスが なぜ性的魅力があるのだろうと 疑問をお持ちかも知れません では光が消えたときに 何が起こるか見てみましょう

最初に分ったことは オスとメスはまずこのように結びつき 一夜を過ごします 体内で何が起こっているのが もっと詳しく見てみると ホタルの交尾には驚くべき 身体の絡みがあることを発見しました 交尾の最中 オスは精液をメスに出すことに 専念するだけでなく 婚姻ギフトともいえる 栄養が豊富な液体を注入するのでした 交尾するつがいの内部を 更に拡大して観察してみると このギフトを見ることが出来 ― ここでは赤で示されますが ― オスからメスに移されることが分ります このギフトが重要なのは タンパク質が豊富で メスはこれを卵に供給するのです ですからメスは花婿候補となる オスを見定める時に このギフトをじっくりと見ているのです メスはオスの点滅する光を見ることによって どのオスのギフトが 最も大きいのか 見極めているということが分りました というのも 発光が長いほど より多くの卵を産むことができ つまるところ より多くの子孫を 残すことができるからです

甘美だとか 輝かしさだけでは ないのですね ホタルのロマンスには危険を伴います 成虫のホタルの大半は 食べられてしまうことはありません 幼虫と同じように 毒を作りだすことによって 鳥や他の捕虫動物を寄せ付けないからです しかし 進化の過程で あるホタルの種類は 自らを守る毒素を作り出す 代謝機能を失ったのです 研究仲間であるトム・アイスナーによって 発見されたこの進化上の欠陥は 一方で このホタルが 危険な意図をもって 夜に明るい光を放つことへと転じました 私の別の研究仲間である ジム・ロイドが「魔性の女」と呼ぶメスは 別の種類のオスのホタルを 標的にするのです 捕食者として狩りを始めるのです 左下にいるメスは 静かに待ち受け 狙いを定めたホタルの求愛行動に 聞き耳を立てています そしてこんなことが起こるのです まずは獲物となるオスのホタルが光を点滅させます 「僕のこと好きかい?」 すると同種のメスが 「たぶんね」って反応します オスがもう一度光を点滅します しかし今度は 捕食者のホタルが だましの返答をするのです 他方のメスの返答を 巧妙にそっくりまねるのです 愛を求めているのではありません 毒素が目当てです 捕食者のメスが魅力的ならば オスを誘い出すことが出来て 近づいたところで 捕まえてしまいます ちょっとした軽食などというものではなく その後数時間かけて 捕食者のメスは オスの血を吸っていき 残されるものは 血だらけの残骸です 自らは毒素を作りだすことが出来ないので この身を護ってくれる化学物質を得るために 他のホタルの血を吸う手段に訴えるのです まさに自然選択により生み出された 吸血ホタルです

ホタルについて学ぶことは まだ多くあります しかし 多くのことが 解き明かされぬままとなるでしょう というのも世界中でホタルの数が 減っているからです 最大の原因は生息地の縮小です どこにおいても ホタルが生息できる 原野と森林 マングローブ それに牧草地が 開発や都市の広がりにより 追いやられてしまっています

また別の問題もあります 私たちは闇を克服しましたが この過程で 闇に過剰な光が漏れてしまい 他の生物の生活を脅かしています ホタルは特に光の汚染に敏感です 異性を探す手段としての 光のシグナルが はっきりとしなくなるからです

ホタルは本当に必要とされるのでしょうか? 結局のところ ホタルも 地球の種の多様性の ほんの一部に過ぎません でも 刻一刻と種が失われていきます まるで部屋中にある数多くのろうそくが 一本ずつ消えていくようなものです 最初の数本の明かりが消えたときには 気付かないかもしれませんが ついには 暗闇に一人取り残されるのです 私たちが地球の将来を 一緒に作り上げていく過程で この明るい光が 輝き続ける方法が 見つかることを願っています

どうも有難うございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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