Metabarcoding reveals global variation in pollen collecting behavior of the invasive bee Megachile sculpturalis (Hymenoptera: Megachilidae)

森の静かな片隅から、活気あふれる都市の中心部に至るまで、毎年春と夏になると、ある静かな交流が行われます。ミツバチは花を訪れて幼虫の餌となる花粉を集めますが、その過程で、意図せずして一つの植物の遺伝物質を別の植物へと運びます。この関係性は、世界の食料生産や野生の生物多様性の多くを支えるエンジンとなっています。しかし、ある種が本来属していない新しい土地に移動してきたとき、この繊細なバランスが崩れることがあります。外来種とは、外国の環境に定着し、しばしば在来の生命を駆逐し、生態系の機能を変化させてしまう生物のことです。ハチにとって、新しい土地での成功は、何を食べて過ごせるかに大きく依存します。中には、故郷で知っていた特定の種類の花だけに執着する、偏食な侵入者もいます。また、見つけたものはほとんど何でも食べる、日和見主義的なものもいます。その外来ハチがどのような戦略をとっているのかを理解することは極めて重要です。なぜなら、その昆虫が生き残るために苦戦するのか、それとも繁栄して広がり、潜在的に地域の景観を作り変えてしまうのかを知る手がかりになるからです。

研究チームは、特定の侵入者の食習慣を明らかにするため、調査に乗り出しました。対象は、東アジア原産の単独性の昆虫であるオオキバチ（giant resin bee）です。この種は最近、ヨーロッパと北米に姿を現しました。これを行うために、彼らはDNAメタバーコーディングと呼ばれる現代的な技術を用いました。顕微虫を使い、混ざり合って似通って見える花粉粒を識別するという困難な作業を行う代わりに、科学者たちはハチが収集した花粉から遺伝物質を抽出しました。固有のDNA配列を読み取ることで、ハザミがどの植物種を訪れたのかを正確に特定することができたのです。彼らは、ヨーロッパ9カ国、アメリカの4州、そして本場である中国からの少数のサンプルを含む、250以上のサンプルをハチとその巣から集めました。このグローバルな調査により、彼らはハチが何を食べているかだけでなく、住んでいる場所によってその食習慣がどのように変化するかを見ることができました。

結果は、二つの全く異なる食事の物語を明らかにしました。東アジアの原産地では、この昆虫はジェネラリストとして振る舞い、多くの異なる科にわたる多種多様な植物を訪れていました。この柔軟性は成功する侵入者の典型であり、新しい環境への適応を可能にします。しかし、ヨーロッパでは状況が一変しました。そこでは、オオキバチはたった一種の樹木、すなわち「シンジュ（Japanese pagoda tree）」に対して顕著な嗜好性を示しました。ヨーロッパのサンプルでは、この樹木が食事の大部分を占め、収集された花粉の大多数にこの樹木が含まれていました。一部の場所では、ほぼすべてのサンプルがこの樹木の花粉のみで構成されていました。研究者たちは、この樹木がヨーロッパの都市や公園、さらには高速道路沿いにも装飾用として広く植えられていることを発見しました。この樹木はシーズンの後半に開花するため、他の花が衰退した時期でも信頼できる食物源となります。データは、この外来樹木の広範な植栽が、意図せずしてオオキバチがヨーロッパでの足場を固める手助けをし、このハチと樹木が新しい土地で互いの存在を支え合う状況を作り出したことを示唆しています。

対照的に、北米のハチは異なるパターンを示しました。彼らもまた多様な植物を訪れてはいましたが、シンジュには依存していませんでした（シンジュは彼らの花粉サンプルからは検出されませんでした）。その代わりに、北米のハチは、それ自体が侵入植物とされるものを含む、在来種と非在来種の混合物を食べていました。研究では、アメリカ合衆国におけるミソハギ（purple loosestrife）や、アメリカとスイス南部の両方で見られたクズ（Pueraria montana）といった植物を、ハチが訪れていた具体的な相互作用が特定されました。これらは、周囲の生態系を破壊しながら急速に広がる植物です。研究者たちは、侵入的な授粉者が侵入的な植物を訪れるとき、両方の種がより速く広がるのを助けるフィードバックループが生じることがあると指摘しました。これは「侵入による崩壊（invasional meltdown）」として知られる現象です。この研究は、ハチがこれらの植物の拡散の唯一の原因であると証明したわけではありませんが、証拠は、ハチがその花粉を効率的に運ぶことで、植物の成功を促進していることを強く示唆しています。

研究者たちはまた、同じ巣の中でのハチの食事の整合性についても調査しました。ヨーロッパでは、その一貫性は極端でした。同じ都市、あるいは同じ近隣に住むハチは、ほぼ例外なく同じ種類のシンジュの花粉を持ち帰っていました。これは、ハチが私的な庭園や公共の公園など、異なる環境で営巣している場合や、近くに他の樹木が存在する場合でも当てはまりました。アメリカでは、食事は場所ごとに多様であり、それぞれの場所にある植物を反映していました。また、研究は、ヨーロッパのハチが、自分たちの出身地である東アジアに由来する植物の高い割合を食べていることも強調しました。これは、たとえヨーロッパにおいて非在来種であったとしても、ハチが「知っている」植物に執着しているという考えを裏付けています。

結局のところ、この論文は侵入に関する複雑な構図を描き出しています。オオキバチは、ただ一つのものしか食べない単純な専門家でもなければ、完全に無作為に食べる者でもありません。彼らは、利用可能な資源に応じて行動を適応させる、日和見的な採餌者なのです。ヨーロッパでは、広く植えられている装飾用の樹木という形で、巨大で信頼できる食物源を見つけ、それが急速な拡散を助けた可能性があります。北アメリカでは、他の侵入植物を含む、より幅広い資源を利用しています。研究結果は、私たちの都市における樹木の選択に関する決定が、野生生物に対して現実的な影響を及ぼすことを示唆しています。非在来の装飾種を大量に植えることは、侵入昆虫が繁栄するための理想的な条件を作り出してしまう可能性があります。研究者たちは、都市の緑地を管理する際、外来種の一斉植栽ではなく、多様な在来植物に焦点を当てることで、侵入的な授粉者の拡散を防ぎ、すでにそこに存在する在来のハチや植物を守ることができると結論付けています。この研究は、この侵入ハチが実際に何を食べているのかについて、世界的な視点から初めての解明を行い、不透明な懸念であった「侵入者」という存在を、その周囲の植物との関係性を明確に理解できるものへと変えたのです。