Drivers of variation in nocturnal insect prey mass and quality

夜の空は空っぽではありません。そこは昆虫たちの賑やかな高速道路であり、多様な鳥やコウモリ、その他の空中ハンターを育む生きた資源なのです。これらの捕食者にとって、獲物を捕らえることは物理学と生物学が絡み合う、極めて重要なゲームです。彼らは、食事から得られるエネルギーと、それを捕らえて食べるために必要な労力とのバランスを取らなければなりません。小さな昆虫は捕まえやすいかもしれませんが、燃料となるエネルギーはわずかです。一方で、巨大な昆虫はエネルギーが詰まっているかもしれませんが、飲み込むには大きすぎたり、飛行中に操るのが難しすぎたりします。「収益性」という概念は、これらの動物がいかに生き残るかを理解する上で中心的なものです。近年、これら空飛ぶ捕食者の個体数が減少しているとき、科学者たちは食物網に目を向け、その原因を探ります。彼らは、昆虫自体が変化し、栄養価が低くなったのか、あるいは捕まえにくくなったのか、つまり、上層部から捕食者を飢えさせているのではないかと問いかけます。これに答えるためには、研究者は単に空中にどれだけの昆虫がいるかという数を超えて、それらの昆虫が何で構成され、どこから来たのかを調査しなければなりません。

新しい研究は、これらの空中ハンターの糧となる夜行性の獲物に注目し、何が一つ一つの昆虫をより優れた食事たらしめるのかを解明しようとしています。研究者たちは、二つの主要な問いに焦点を当てました。それは、昆虫が脂肪の形でどれほどのエネルギーを保持しているか、そしてその重さはどのくらいか、という点です。彼らは、すべての昆虫が均一ではないことを知っていました。家系（分類）に基づいて体の構造が異なるものもあれば、成長過程によって異なるものもあります。答えを見つけるために、チームは夜空から昆虫を採集し、その体重と脂質含有量（エネルギーを蓄えるための脂肪の科学的名称）を測定しました。そして、昆虫の種類、成虫としての摂食形態、および幼虫時代の生息地ごとに分類しました。これにより、昆虫の「正体」が燃料の提供量を決めるのか、あるいは「幼少期の住処」が決定するのかを明らかにすることができました。

調査の結果、この夜間の食物供給の質は、三つの特定の要因によって左右されていることが明らかになりました。第一に、昆虫が属する「家系」が大きく関わっています。研究者たちは、カゲロウの場合、脂肪の量は体の大きさに比例して増加しないことを発見しました。体が大きくなるにつれて、脂肪の蓄積は追いつかないのです。しかし、他のグループの昆虫については、脂肪含有量は体重の増加とともに着実に増えていきました。これは、大きなカゲロウが必ずしも小さなものよりエネルギー密度の高い食事ではないことを意味しますが、他の昆虫においては、サイズが豊かな食事の信頼できる指標となることを示しています。

第二に、成虫としての「摂食方法」がエネルギー貯蔵を形作ります。研究では、成虫になっても食べ続ける昆虫と、食べなくなる昆虫を区別しました。成虫期を通じて摂食を行う「生涯摂食者」は、体重も脂肪も少ない傾向にありました。対照的に、成虫になると食事をやめ、幼虫期にすべてのエネルギーを蓄えていた「幼虫摂食者」は、より重く、脂肪が詰まっていました。これらの「幼虫摂食者」は、飛び立つ前に資源を蓄えているため、捕食者にとってより濃縮されたエネルギー源となります。

第三に、昆虫が育った「環境」が体重に影響を与えますが、脂肪の濃度には影響しません。陸上で発達した昆虫は、水中で発生したものよりも重い傾向にありました。しかし、この総重量の違いにもかかわらず、体内における脂肪の割合は変わりませんでした。重い陸生昆虫も軽い水生昆虫も、提供するエネルギー豊富な脂肪の割合は同じでした。つまり、陸生昆虫の方がより大きな総重量のペイロード（積載量）を提供しているとしても、脂肪の比率は変わらないということです。

しかし、本研究は、重くて脂肪に富んだ昆虫を持っていることがすべてではないと結論付けています。食事の真の価値は、捕食者がそれを扱う能力によって厳格に制限されます。鳥やコウモリには、一度に口にできる大きさの物理的な限界があり、これは「開口制限（ゲイプ・リミテーション）」として知られています。昆虫が驚異的な栄養価を持っていたとしても、もしそれが飲み込むには大きすぎたり、飛行中に扱うのが困難であったりすれば、ハンターにとってそれは無用なものとなります。最も価値のある獲物は、高いエネルギー含有量と捕食者の物理的能力が合致する、特定のサイズ範囲の中に存在します。獲物の質を左右する要因をマッピングすることで、この研究は、空中捕食者のための栄養的な景観が、単なる「豊富さ」の問題ではないことを示しています。それは、昆虫の種類の混ざり合い、摂食習慣、そして発達の歴史によって定義され、さらにそれらを食べる動物たちの物理的な限界によってフィルタリングされた、複雑な構図なのです。