【衝撃】虫は深い水の圧力に耐えられない、はずだった…この幼虫は毎日214m潜り、育ちきると463m分の圧力にも潰れなかった

「虫は深い水に耐えられない」という説明に、直接の反例が見つかった

アフリカ南東部、マラウイ・タンザニア・モザンビークにまたがるマラウイ湖では、季節になると、湖の上に煙のような帯がいくつも立ちのぼって見えることがあります。正体は煙ではなく、無数の小さな虫の大群です。蚊によく似た(ただし人を刺さない)ユスリカという虫が、数えきれないほど群れて飛び立っている光景でした。湖のまわりに住む人たちは、この虫の大群をフライパンですくい集めて焼き固め、「クンガケーキ」と呼ばれる保存食にして食べてきました。19世紀にこの地を旅した探検家リヴィングストンは、その味を「キャビアに似ていた」と書き残しています。

今回の論文の主役は、このユスリカの成虫ではなく、水の中で暮らす幼虫の方です。学名はChaoborus edulis(カオボルス・エドゥーリス)。「edulis」はラテン語で「食べられる」という意味で、種の名前そのものが、人に食べられてきた歴史を物語っています。

虫の世界を見渡すと、地球上のほぼどこにでも進出しているのに、外洋(陸から離れた深い海)にだけは、一生をそこで終える種がほとんどいません。長く語られてきた理由の1つが、「虫が呼吸に使う体の中の空気の管(気管)は、深い水の重みでかかる圧力に耐えられず、つぶれてしまうから」というものでした。浅い水たまりや川で暮らす虫はたくさんいますが、深い水に潜って一生を送る虫は、これまでほとんど知られていなかったのです。

「虫は水圧に耐えられないから海にいない」――そう言われてきた説明に、身近な湖の虫が、正面から反例を突きつけた。

どう調べたか——ソナーで居場所を記録し、圧力チャンバーで限界を測った

研究チームがやったことは、大きく3つに分かれます。

• ①水中に向けたソナー(音の反射で物体の位置を調べる装置)を、マラウイ湖のンカタベイ沖1マイルほどの場所に設置し、魚と幼虫それぞれの、深さごとの分布を記録した。
• ②生きた幼虫や蛹を、水で満たした圧力チャンバー(水圧を人工的にかけられる装置)に入れ、圧力を少しずつ強めながら、体の中の空気袋がつぶれる瞬間の圧力を測った。
• ③空気袋の壁だけを切り出して、pH(酸性・アルカリ性の度合い)を人工的に変え、壁の伸び縮みを顕微鏡で観察した。

ソナーは合計394,644匹分もの魚の位置を記録しました。結果、魚の99%は水深190mより浅いところにとどまっていた一方、幼虫がいちばん集まっていたのは平均で水深214m、深いものでは259mにも達していました。幼虫は、ほぼすべての魚が届かない深さまで、わざわざ沈んでいたことになります。

圧力チャンバーの実験では、幼虫の成長段階ごとに、耐えられる圧力がはっきり変わることが分かりました。ユスリカの幼虫は脱皮をくり返しながら大きくなり、研究チームはこの段階を「齢(れい)」と呼んで区別しています。2齢の若い幼虫は水深242m分の圧力で、3齢は324m分の圧力で、そして育ちきった4齢(最終段階)の幼虫は463m分の圧力で、それぞれ空気袋がつぶれました。大きく育つほど、空気袋も頑丈になっていたということです。

ここが意外①　呼吸の管を「浮き袋」に作り替えていた

虫は本来、気管という管を体じゅうに張りめぐらせて呼吸をしています。ところがこの幼虫は、その気管の一部を、呼吸ではなく浮き沈みの調整だけに使う、2対(4つ)の小さな空気袋に作り替えていました。研究チームは、この袋を「潜水艦のバラストタンク(浮くか沈むかを調整するための水と空気のタンク)」にたとえています。

空気袋の壁には、レジリンという天然のゴムのようなタンパク質が、輪っかの形で埋め込まれています。レジリンは、まわりの液体がアルカリ性に傾くとふくらみ、酸性に傾くと縮む性質を持っています。幼虫は、この空気袋の壁のpHを自分で変えることで、袋の体積、つまり浮力を調整していました。アコーディオンのじゃばらのように、袋の壁が伸びたり縮んだりするイメージです。

ただし、この「自分で調整する」仕組みが働くのは、水深にしておよそ50mまでです。研究チームが空気袋の壁を切り出し、pHを2段階分アルカリ性に変える実験をしたところ、水深52m分の圧力までは元の長さに戻ることができました。それより深いところでは、レジリンはもうふくらむことができなくなり、あとは硬いリング構造がただ圧力に耐えるだけの状態に切り替わります。浅いところでは「自分で操作する浮き袋」として、深いところでは「ただ頑丈なだけの殻」として働く、二段構えの仕組みだったわけです。

ここが意外②　近い仲間はわずか16mで壊れるのに、この虫だけ463mに耐えた

この頑丈さが、ユスリカという仲間全体の標準装備なのかというと、そうではありません。研究チームは比較のため、平均水深80mのビクトリア湖にすむ近い仲間の幼虫2種と、深さわずか8m・魚が一匹もいないシャーリー湖(カナダ)にすむ近い仲間の幼虫2種でも、同じ圧力チャンバーの実験をしました。

結果、ビクトリア湖の2種は水深97mと114m分の圧力で、シャーリー湖の2種にいたっては、わずか水深16mと22m分の圧力で、空気袋がつぶれてしまいました。マラウイ湖のこの幼虫が毎日潜っている深さ(平均214m)にすら、他の仲間はたどり着けないということです。研究を率いたマッケンジー氏は「これほど大きな『安全マージン』があるとは予想していませんでした。他のユスリカの仲間には、ここまでの余裕はなさそうです」と話しています。

FIGURE 01 / 仲間どうしの頑丈さの差

同じ仲間でも、耐えられる圧力はここまで違う

この数字の正しい読み方

ここが心臓部です。「圧力には耐えられる」——ここまでは、実験で直接確かめられた事実です。ただし、この論文が言い切っていることと、そこから先の話を、研究チーム自身の言葉を借りながら分けます。

1つめ。今回、463mという圧力に耐えたのは、マラウイ湖という特別に深い湖(平均水深292m、最深706m、アフリカで2番目に深い湖)にすむ、Chaoborus edulisというたった1種です。浅い湖にすむ近い仲間は、はるかに弱い圧力で壊れていました。「昆虫は圧力に強い」と一般化できる話ではなく、あくまで「この特定の湖の、この特定の虫が、特別に頑丈だった」という話です。

2つめ。「深い水の圧力に耐えられる」ことと、「実際に海で暮らせる」ことは、まったく別の問題です。マラウイ湖は淡水(塩気のない水)の湖で、今回の実験もすべて淡水の中でおこなわれました。海水にはたくさんの塩分が溶けています。淡水にすむ生き物の体は、体液の塩分濃度を一定に保つように作られていて、塩分の高い海水の中に置かれると、体の水分が外に引っ張られ続けてしまいます。これを一定に保つには、体は絶えずエネルギーを使ってポンプのように水を汲み出し続けなければなりません。今回の幼虫が、その負担に耐えられるのかどうかは、まったく調べられていません。

3つめ。海にはすでに、エビ・カニ・ミジンコの仲間である甲殻類が、大昔からずっと住み着いています。マッケンジー氏は「塩分のある環境に対応できる水生昆虫もいますが、この課題のせいで、大昔からずっと海を住みかにしてきた甲殻類との競争では不利になっているのかもしれません」と話しています。加えて、ユスリカは幼虫の間だけ水中で暮らし、やがて空を飛ぶ成虫になって水面近くで交尾し、卵を産みます。外洋のように陸からはるかに離れた場所では、そもそも成虫になって飛び立てる場所自体が存在しません。

4つめ。研究チーム自身が、これらの問いに今回の実験では答えを出せていないことを認めています。マッケンジー氏は「圧力チャンバーの実験だけでは、そのどちらの問いにも答えは出せません」「可能性は絞り込めましたが、なぜ実際に締め出されているのかは、まだこれから解明することです」と話しています。今回の論文が崩したのは、「圧力で虫が海にいない」という、いくつかある説明のうちの1つだけです。「虫がいつか海に進出するかもしれない」という話ではなく、「圧力だけが唯一の壁ではなかった」という、謎の絞り込みの1歩だと考えるのが正確です。

世の中の動き

この論文は2026年7月23日にScience誌に掲載されると同時に、同じ号に専門家による解説論文(コメント論文)も一緒に載るという、注目度の高い扱いを受けました。アリゾナ州立大学とモンタナ大学の研究者2名が執筆したこの解説は、「水中で浮力を操る虫」という題で、今回の発見の意義を専門家の立場からまとめています。

科学メディアの反応も早く、掲載当日から英ScienceDaily、Popular Science、Smithsonian Magazineなど複数の媒体が、「虫が海にいない理由の"定説"に風穴」といった見出しで取り上げました。研究チームに参加していない、カナダ・ウェスタンオンタリオ大学の生物学者ナターシャ・ムハトレ氏も、取材に対してこの研究を高く評価するコメントを寄せています。ただし、どの記事も見出しほど過激な結論(「虫が海に住めるようになる」など)までは書いておらず、「圧力という壁の1つが崩れた」という慎重な書き方でまとめている点は共通しています。

FIGURE 02 / この論文の射程

「言えたこと」と「言ってはいけないこと」

まとめ

• 2026年7月23日、UBCのエヴァン・マッケンジー氏らがScience誌に発表
• マラウイ湖のユスリカの幼虫は、毎日日中だけ平均水深214m(最大259m)まで沈んで隠れる
• 圧力チャンバーの実験で、育ちきった幼虫の空気袋は水深463m分の圧力でようやくつぶれた
• 呼吸に使う気管の一部を、レジリンというタンパク質でできた「浮き袋」に作り替えていた
• 浅い湖にすむ近い仲間の幼虫は、わずか水深16〜22m分の圧力で壊れてしまう
• 「圧力で虫が海にいない」という説明の少なくとも一部は崩れたが、塩分や甲殻類との競争という壁はまだ残っている