雨の日でもトンボが少ないのはなぜでしょうか？

皆さんも子供の頃（私の子供時代だけでなく皆さんの子供時代も）、雨が降る前や雨が降った後にはトンボがたくさんいたのに、今では都会ではトンボは珍しく、雨が降っても数匹しかいません。環境指標生物としてのトンボの数は世界中で減少している。

生息地の減少と汚染は確かにトンボの個体数の減少につながる重要な要因ですが、信じられないかもしれませんが、もう一つの大きな要因はガラス窓、道路、車です。

トンボは幼少期を水中で過ごし、親が水中で苦労して子供を産むため、水辺の景色が見える部屋を最も好みます。

ルゾニクムトンボ（Orthetrum luzonicum）はハート型を作ります。画像出典: wikipedia

人間は水を見つけるのに目を頼りますが、トンボも同様ですが、トンボは光の特殊な性質、つまり偏光を頼りにします。

光が伝播するときには、伝播方向と垂直な方向にも振動があることを以前に紹介しました。

太陽光は、アニメーション画像の左側に相当し、明らかな偏光のないさまざまな偏光の寄せ集めです。しかし、水面に当たった太陽光の反射光は水平偏光であることが多いです。トンボは水源を見つけるために水平偏光を頼りにしています。なぜなら、人間が出現する前の世界では、水平偏光を生成できるのは水だけだったからです。

フレネルの式によれば、偏光解消された光（太陽光など）が水平面に当たると、反射光は水平方向に直線偏光した光になります。

したがって、進化の過程において、水平偏光はトンボにとって最も信頼できる学区住宅のシンボルです。トンボに加えて、カゲロウ、トビケラ、アブ、水生甲虫などのほとんどの水生昆虫も、水源を見つけるために水平偏光を使用します。

アスファルトの道路や車は、数日から数時間という短い寿命を持つカゲロウの大群を引き寄せます。成虫は集団で交尾し、その後死んでいきます。画像出典: (DOI) 10.1093/beheco/arx081

しかし、人間がやって来てからすべてが変わりました。産業文明以降、太陽光パネル、ガラスの壁、車のガラス、アスファルト道路、水平の黒い墓石など、偏光を生成できる人工物がますます多く登場しました。

さらに悪いことに、水生昆虫は高偏光、つまり偏光の割合が比較的高い光を好みます。偏光の度合いは水深や濁度に関係しているからです。浅い水では偏光度が比較的低く、偏光度の高い水平光は深い水を示します。

人工物の分極と比較すると、自然の水域の分極は非常に低いです。自然の水体は反射光の30〜80％を水平偏光にすることができますが、人工物は反射光の95〜100％を偏光にすることができ、つまり偏光度は95〜100％に達することができます。

表面が暗く滑らかであればあるほど、偏光度が高くなります。これをウモウ効果と呼びます。ご覧のとおり、いくつかの典型的な人工物の偏光は、小さな池の偏光よりも大きいです。

さまざまな人工表面と天然水域の偏光度の比較 (a)。色が濃いほど偏光度が高くなります。画像出典: (doi)10.1890/080129

そのため、黒くて滑らかな人工素材は水生昆虫にとってもより魅力的です。トンボは、アスファルトの道路、黒いビニールハウス、暗い色の車、暗い色の墓石、暗い色のガラス、太陽電池パネルなどから放射される水平偏光の影響を受けやすいです。彼らはその上に横たわり、やがて絶滅する。

2006年、長年偏光の生物学的効果に興味を持っていたハンガリーのエトヴェシュ・ロラーンド大学の昆虫学者、ジョルジ・クリスカ氏とその同僚は、黒と赤の車が特定のトンボにとって特に魅力的であることを発見した。オスのトンボは車上の穴に住み、メスのトンボは車上に卵を産むのである。やがて、あなたの黒い車の屋根はトンボ一家の祖先の館になりました。

もちろん、人工の偏光に混乱するのは水生昆虫だけではありません。アカツクシガモ（Oxyura jamaicensis）、アビ（Gavia immer）、カッショクペリカン（Pelecanus occidentalis）などの脊椎動物やその他の水鳥は、困惑した表情でアスファルトの道路や駐車場を歩き回っているのがよく見られます。

有名な偏光連続屠殺場についてお話ししましょう。

カリフォルニア州ロサンゼルスには、ランチョ・ラ・ブレア・タールピットと呼ばれる自然のランドマークがあります。この場所には天然のアスファルトがあり、アスファルトから反射された完全に水平に偏光した光が、昆虫から鳥までさまざまな動物を混乱させます。これらの動物は水平偏光に誘われて死んでいったのです。彼らの死骸は暗いアスファルトの穴に落ち、他の捕食動物や腐肉食動物を引き寄せ、致命的な食物連鎖を形成した。

ラ ブレア タール ピット 画像出典: Wikipedia

1996年にネイチャー誌に掲載された論文によると、タールピットと同様に、クウェートの石油湖も昆虫の死の拠点となっていることがわかった。

水を見つけるために偏光に頼る昆虫は、人工の偏光によって作られた罠に陥ることがよくあります。 a は廃油田の表面にいたカゲロウ、b は黒いビニールハウスにいたカゲロウ、c はガラス窓の表面にいたトビケラ、d は黒い墓石にいたトンボ、e は赤い車の屋根にいた水生甲虫、f はアスファルト道路に卵を産みつけたカワゲラです。画像出典: (doi)10.1890/080129

さらに悪いことに、トンボは縄張り意識が強いのです。山を巡回した後、彼らはいつも同じ場所に戻って落ち着きます。

トンボたちは黒い墓石が素敵だと思った後、よく戻って来て見ていました。 2007年、偏光研究を専門とするハンガリーの生物学者ガボル・ホルヴァートは、トンボが黒い墓石に執着する様子を記録した。その後、生物学者は、生物が黒くて滑りやすい物体に魅了される現象を説明するために、「偏光捕獲効果」という用語を造らなければなりませんでした。

トンボは愚かだと言う人もいるかもしれないが、そうではない。彼らは何億年もの間賢かったのです。

トンボは人類の歴史の80倍にあたる3億2000万年前の石炭紀に出現しました。当時、地球上には巨大な節足動物が多く生息しており、トンボの祖先の翼開長は70cmにも達した。

フランス国立自然史博物館にあるメガネウラ・モニイの標本。メガネウラ・モニイは3億年前に生息していた巨大な昆虫で、現代のトンボと関連がある。画像出典: wikipedia

つまり、トンボは恐竜が出現する１億年前から存在していたのだから、さまざまな強力な生き物を見てきたに違いない。そして化石によれば、トンボの姿は何億年もの間ほとんど変わっておらず、その体は人間が出現する前からかなり成功したデザインだったという。

しかし、この設計は過去数百年間機能していませんでした。環境の変化に素早く適応する方法がなく、本来の成功した生存戦略が殺人の道具に変わるこの状況を進化の罠と呼びます。

人工の偏光が種を絶滅に追い込むかどうかはまだはっきりとわかっていないが、モンタナ大学の生物学者ブルース・A・ロバートソンとリチャード・L・ハットは、2006年にエコロジー誌に発表した論文で、水平偏光が水生動物に引きつける現象は最もよく記録されている生態学的罠であると主張した。そのため、過去 10 年間で、偏光光害は生態学における重要なトピックになりました。

あなたが何を考えているかは分かっています。偏光は水生昆虫を殺すので、蚊を殺すのにも使えますか？

先ほど、水中に卵を産む昆虫のほとんどが水平偏光に依存している一方で、ネッタイシマカ、つまり花蚊だけが（かゆみを伴う）例外であると述べました。蚊は匂いや水蒸気などの手がかりを使って「起源」を見つけるので、偏光はあまり役に立ちません。

小さなトンボが、偏光を発する黒くて滑りやすい人工物に夢中になっているのも不思議ではありません。一部の二足歩行動物でも同じではないでしょうか?