ワニがヒキガエルを食べるのを防ぐために、科学者はヒキガエルに「餌」を与えた。

制作：中国科学普及協会

著者: 蘇成宇 (ポピュラーサイエンスクリエイター)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：生命科学の最新の謎を解くために、中国科学普及の最先端技術プロジェクトは「生命の新知識」と題する一連の記事を立ち上げ、独自の視点から生命現象を解釈し、生物学の謎を明らかにしました。人生の世界を探求し、無限の可能性を探求しましょう。

夕暮れになると、レナード川に潜んでいたワニが姿を現し、金属のブームからぶら下がっているヒキガエルの死骸によだれを垂らした。彼らは、これが科学者によって意図的に仕掛けられた餌であることを知らなかった。そして、これは具材を加えたヒキガエルで、塩辛い味がします。これはただの塩辛い「調味料」ではなく、ワニを気分が悪くさせるような「調味料」です。

"餌"

（画像出典：参考1）

科学者はなぜこれをするのでしょうか?何がポイントですか?

それはすべて80年以上前に始まりました。 1935年、102匹のオオヒキガエルがハワイからクイーンズランド州のサトウキビ栽培地域に導入され、サトウキビ畑に放たれました。ヒキガエルはもともとサトウキビ甲虫の幼虫と成虫を捕食するために導入されました。

ヒキガエル

(画像出典: Wikipedia)

オオヒキガエルは新しい環境で急速に繁殖し、広がります。彼らはオーストラリアの気候と環境に適応し、急速に新しい生息地を占領し始めました。天敵や競争相手がいないため、これらのヒキガエルの数は急速に増加しました。しかし、本来防除対象としていた害虫には全く影響がありません。オオヒキガエルは主に地上で動き回りますが、これらの害虫は地下に生息するからです。

しかし、オオヒキガエルはオーストラリア固有の無脊椎動物、両生類、爬虫類、小型哺乳類にとって大きな脅威となっている。彼らは食料資源をめぐって競争し、多くの在来種を捕食します。最も深刻な問題は、オオヒキガエルの皮膚と腺に、オーストラリア原産の多くの捕食動物にとって致命的な毒素が含まれていることです。

1990年代には、オオヒキガエルの生息域は徐々に北に広がり、ノーザンテリトリーと西オーストラリアの境界に近づきました。 2000年代初頭、オーストラリア北部の河川系にオオヒキガエルが大量に侵入し始め、ワニの生息地でオオヒキガエルの摂取による中毒死が初めて報告されました。この頃、淡水ワニの死亡率が上昇し始めました。川には、腹をひっくり返したワニの死骸が浮かんでいることが多い。

ワニの死骸

(画像出典: ABC)

（画像出典：参考資料2）

科学者たちはワニの死体を解剖した後、彼らの最後の晩餐の残骸、ヒキガエルの肉を発見した。ヒキガエルの毒は動物の心臓や神経系に作用し、心停止や神経障害を引き起こします。

なぜ毒のあるものを食べるのでしょうか?この毒素は、摂取するとすぐに強い不快感や痛みを引き起こすカプサイシンなどの刺激物質とは異なるため、ワニには一般的に食事上のタブーはありません。

さらに、ワニは通常、獲物を素早く襲って飲み込み、口に入れる前に獲物を注意深く噛んだり、味や風味を判断したりすることはほとんどありません。動きが遅く、一見無害に見えるオオヒキガエルの獲物は、ワニにとっては普通のカエルや他の無毒の両生類と間違えられやすく、すぐに食べられてしまいます。

（写真提供：マイク・レトニック）

味覚嫌悪トレーニング

ワニの死亡を減らすには、有毒なヒキガエルを食べないようにしてください。科学者たちは、ヒキガエルに味を悪くする材料を加えるという解決策を思いついた。この実験は専門的には条件付け味覚嫌悪訓練（CTA）と呼ばれ、古典的条件付けに基づいた学習方法です。これは、動物が特定の食物を食べた後に不快な身体的反応（吐き気や嘔吐など）を経験することによってその食物に対する嫌悪感を抱かせ、それによって将来その食物を再び食べないようにするために使用されます。

科学者たちは2021年から、オーストラリア北西部のキンバリー地域で3年間の研究を開始した。この地域には、オーストラリア北部最大の淡水捕食動物であるオーストラリア淡水ワニ（Crocodylus johnstoni）が生息している。

研究チームはオーストラリア北西部の4つの渓谷に2,395個の餌ポイントを設置した。各餌ポイントには2本の金属杭が設置され、杭の間に餌が吊るされていました。餌は2種類ありました。 1つは実験グループで、毒素を取り除いて0.5モルの塩化リチウム（LiCl）5mlを注入した加工済みのヒキガエルの死骸で構成されていました。別の金属の棒には鶏の首が吊り下げられていました。

餌を食べるワニ

（画像出典：参考1）

ワニの嫌悪反応がオオヒキガエルに特有のものかどうかを研究者が判断できるように、鶏の首が非取っ手の餌として使用された。ワニが鶏の首には嫌悪反応を示さず、オオヒキガエルにのみ嫌悪反応を示した場合、これは CTA トレーニングが成功し、ワニの嫌悪反応がすべての食物に対する一般的な反応ではなく、オオヒキガエルの食物に特有のものであることを示しています。

塩化リチウムは塩辛いだけでなく、吐き気反応を引き起こす可能性があるため、「調味料」として選ばれました。動物が塩化リチウムを摂取すると、胃腸の不快感を引き起こし、吐き気や嘔吐につながる可能性があります。具体的なメカニズムは種によって異なる場合がありますが、一般的には体内での代謝と中枢神経系への影響に関連しています。

塩化リチウムは歴史的に食塩（塩化ナトリウム、NaCl）の代替品として短期間使用されていました。第二次世界大戦後、高ナトリウム食と高血圧の関連性が知られるようになると、科学者たちは塩分摂取量を抑えるために低ナトリウムの代替品を探し始めました。塩化リチウムは、化学構造と味が塩化ナトリウムに似ており、塩辛い味がするため、当時は代替品として考えられていました。

塩化リチウム結晶

(画像出典: Wikipedia)

1940 年代後半、塩化リチウムは、主に高血圧の人や低塩食を必要とする人向けの特定の低塩製品に使用されていました。しかし、塩化リチウムの使用により、すぐに重篤な副作用が現れ、吐き気、嘔吐、下痢などの胃腸の不快感の症状が起こる可能性があります。

塩化リチウムの毒性のため、関連製品はすぐに店頭から撤去され、塩化リチウムの塩の代替品としての使用は 1950 年代初頭に中止されました。塩化リチウムは食品には使用されなくなりましたが、研究における CTA トレーニングなど、医療や動物実験では依然として役割を果たしています。 CTA トレーニング後、特に短期間でその効果は顕著に現れます。初日の食事摂取率は92％でしたが、5日目には51％に低下しました。

実験期間中、ワニの個体数は安定しており、大規模な死は発生しませんでした。例えば、ある国立公園では、オオヒキガエルの侵入後の最初の2年間（2019年と2020年）のワニの死亡率はそれぞれ33％と30％でした。 CTA研修の実施後（2021年）、死亡率は1.5％に急激に低下し、その後2022年には11％に上昇しました。

CTA処理を行わなかった対照区では、ワニの死亡率が著しく増加しました。これらの地域でのワニの死亡率は、2020年、2021年、2022年にそれぞれ20%、40%、36%でした。簡単に言えば、オオヒキガエルに餌を与えるのは有効な方法です。なぜなら、ワニは吐き気を催すような食べ物を好んで食べないからです。

クロコダイル

(画像出典: 熱帯雨林)

ただし、CTA トレーニングは長期的な戦略ではない可能性があります。 CTA は短期的には動物に特定の食物を避けさせるのに効果的ですが、この嫌悪反応が長期的に持続するかどうかは疑問が残ります。場合によっては、特に他の食料源が不足している場合、動物は時間の経過とともに嫌悪食品への摂食行動に徐々に戻る可能性があることを示す研究があります。

例えば、オーストラリアでも研究者らが CTA を利用して、有毒なオオヒキガエルを食べないようにキタテンを訓練しました。初期の訓練は成功し、テンはオオヒキガエルを避けるようになったが、時間が経つにつれて、特にオオヒキガエルが広く生息する地域では、テンの嫌悪反応の一部が弱まった。食料が不足すると、テンはオオヒキガエルを再び食べようとする危険があり、訓練の効果が弱まる可能性があります。

そのため、ヒキガエルを嫌う記憶を骨（遺伝子）に刻み込むのは本当に難しく、2～3年の実験で解決できるものではないかもしれません。

参考文献:

[1]Ward-Fear G、Bruny M、Rangers B、et al.味覚嫌悪訓練は野生のワニに有毒な侵入者に対する警戒心を養うことができる[J]。王立協会紀要B、2024、291(2028): 20232507。

[2] Snijders L、Thierij NM、Appleby R、他。人間と野生動物の衝突を緩和するためのツールとしての条件付け味覚嫌悪[J]。保全科学のフロンティア、2021年、2：744704。

[3]HANLON LW、ROMAINE M、GILROY FJ、他食事中の塩化ナトリウムの代替としての塩化リチウム：その毒性に関する観察[J]。アメリカ医師会雑誌、1949年、139(11):688-692。