「経営効果」の中で考える施設園芸の新技術第一回・花粉媒介昆虫利用.2000年9月,農業ビジネス. 虫による送粉は,生物共進化の代表例.日本でのポリネータ利用は,Apis mellifera, Bombus terrestris,Osmisa cornifrons(マメコバチ).
セイヨウミツバチ:イチゴ・メロン・スイカ(施設),リンゴ・オウトウ・ウメ・モモ(露地).施設栽培初期に奇形果発生に対して導入.
マルハナバチ:トマト・ミニトマト・ナス.1987年ベルギー,1991年国内導入.振動受粉,
虫の導入で全体の20%労働量の受粉作業「トマトトーン処理」が不要に.秀品率,糖度,ビタミンC↑.
National Geographic (2011) 花粉の運び屋たち.
送粉者は20万種以上,顕花植物は24万種以上
最初の送粉者・コウチュウ・ハエは顕花植物が出現した1億3000万年前,
セイヨウミツバチの送粉による経済効果は18兆円/年
1971年から減少,2006年甚大な被害,CCD(蜂群崩壊症候群).アメリカ1/3~1/2の個体が消失(1/4 in wikipedia,ミツバチに依存する総収穫高は150億ドル超 in USA)
国立研究開発法人森林総合研究所(2016)「花粉を運ぶ動物を守るための政策を提言」
送粉者による世界経済効果は最大5770億ドル(65兆円)/年を試算.
送粉サービス:動物による植物の花粉媒介が人間にもたらす利益,顕花植物の85%,農作物の75%が動物に依存する.t
北西ヨーロッパと北アメリカで急激に減少.
Dicks, L. V., Viana, B., Bommarco, R., Brosi, B., del Coro Arizmendi, M., Cunningham, S. A., ... & Taki, H. (2016). Ten policies for pollinators. Science, 354(6315), 975-976.
"Ten pollinator policies"
農薬使用基準の改善
総合的病害虫管理
遺伝子組換え植物のリスク評価Garibaldi LA et al. 2013. Wild pollinators enhance fruit set of crops regardless of honey bee abundance. Science 339: 1608-1611.
人工飼育送粉者の移動規制
送粉者を守る農林業生産者への補償
農業における送粉サービスの重要性の認識
多様な生産システムのサポート
送粉者の生息地の保全と再生
送粉者・送粉サービスのモニタ(長期的なシステムの開発)
研究資金
生態系サービスのデータ イギリス政府の支援の下,ボランティアも含めてモニタリング手法を比較(Carvell et al., 2016).
IPBES(The intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services)Thematic assessment on pollinators, pollination and food production
生物多様性と生態系サービスに関する動向を科学的に評価し,科学と政策のつながりを強化するための政府間組織.
農作物の花を訪れる昆虫がもたらす豊かな実り-日本の農業における送粉サービスの経済価値を評価-
送粉サービスの経済価値は4700億円(耕種農業産出額の8.3%),うち7割(3,300億円)は野生送粉者による.
経済価値産出参考:Gallai N et al. 2009. Economic valuation of the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline. Ecological Economics 68: 810-821.
送粉者に依存する農作物生産:Garibaldi LA et al. 2013. Wild pollinators enhance fruit set of crops regardless of honey bee abundance. Science 339: 1608-1611.
日本学術会議農学委員会応用昆虫学分科会「昆虫科学の果たすべき役割とその推進の必要性」.平成23年7月28日
4億年前に誕生,既知100万種(全動物種の3/4),「虫の惑星」.バイオマスは全人類の15倍.
昆虫媒介性感染症.グローバル化と温暖化
昆虫産業.(1)個体.天敵製剤(農薬の1%以下),受粉昆虫.(2)生産物.はちみつ,シルク,ラック色素.(3)関連微生物.Bacillus thuringiensisによるガの防除(微生物防除).(4)昆虫機能利用.モルフォチョウの構造色を利用した繊維素材など.
昆虫機能利用が日本で注目される利用:カイコ
有用物質生産.カイコに感染するバキュロウイルスを用いた系で猫インターフェロン生産に成功,市場化.機能性シルク
新素材開発.軟骨再生材料としてシルクスポンジ・人工血管(医薬品・医療材料).
異分野との連携:昆虫ミメティクス
シロアリの巣の構造を模倣した自然冷却設備
構造色を模した発色素材
ガの複眼を模倣したスーパー反射フィルム
トンボの羽を模したプロペラによる小型発電機.
昆虫サイボーグによる救助活動
カの針を模した痛くない注射針
スズメバチアミノ酸化合物由来,脂肪燃焼ドリンク
最下部と由来抗菌物質
ヤママユ休眠物質によるガン進行抑制
モンシロチョウからの抗ガン物質
ダニ・サシガメ等吸血昆虫からの抗血液凝固活性物質
マゴットセラピー,ハエ幼虫による創傷治療
群知能(swarm intelligence): 社会性昆虫の協調行動をもたらす創発のプロセス(自己組織化),電話回線網の調整,顧客への請求書作成など.
針山孝彦, 魚津吉弘, 向井裕美, 山濱由美, 弘中満太郎, 高久康春, ... & 原原滋郎. (2014). エントモミメティクスと害虫制御. 日本応用動物昆虫学会誌, 58(2), 79-91.
下村政嗣. (2010). 生物の多様性に学ぶ新世代 バイオミメティック材料技術の新潮流. 科学技術政策研究所 科学技術動向研究センター.
日本においてバイオミミクリー研究が遅れている理由:欧州では生物学手動の連携が多くみられるのに対し,生命系と工学系の連携が無かった(昆虫学・動物学・植物学).
博物館の役割. 博物館のインベントリーを整理・集約化し,バイオミメティックデータベースの作成が急務(知の構造化).
「バイオ ミメティクス研究は、ナノとミク ロの狭間を埋めることであり、分子ナノテクノロジーと生物のマイクロ構造を結びつけることは、生命科学と工学の融合をもたらす。」
増田貴司. (2015). 経済・産業 バイオミメティクスの新展開: 生物に学ぶものづくりイノベーションの現状と課題. 経営センサー, (177), 4-12.
「bio(生物)、mime(パントマイム)、mimic (模倣者、擬態の)を組み合わせた造語で、1950 年代後半に米国の神経生理学者のオットー・ シュミットによって提唱された」
「18 世紀初頭にフランス人技師のブルネルは、イギリスの造船所で働いている時、フナクイ ムシ(船食い虫)が木に穴を掘り進む際に、口から出した分泌液で後方の壁を固めていくのを見た。これにヒントを得て、彼はトンネルを掘る際に用いるシールド工法(鋼鉄の筒で穴を支 えながら掘り進み、後方を壁で覆ってトンネルを作っていく方法)を開発した。 」
「林業に革命的進歩をもたらしたソーチェーン(通称チェーンソー)は、1940 年代に米国オレ ゴン州の木材伐採者であり発明家であったジョゼフ・コックス氏が、カミキリムシの幼虫が切 り株を掘り進んでいく姿にヒントを得て発明したものである。顎を左右交互に動かしながら、 固い木材をかみ砕いて進んでいく小さなカミキリムシにひらめいて、刃が左右交互に配置され たソーチェーンが開発された。 」
面状ファスナー(マジックテープ)「スイス人の発明家が 1941 年にアルプスをハイキングしている時に、キク 科の雑草オナモミがソックスや犬の毛に執拗にくっついて悩まされたことにヒントを得て開発 されたものである。」
昆虫
藤崎憲治(2009)昆虫科学が拓く未来
既知百万種,全動物種の3/4,全生物種の2/3
応用昆虫学が成立したのは明治以降,農学物中心なのは農業生産のミッションによる
生態系サービスのため,生物多様性の維持の重要性
バイオミミクリー(ベニュス,1997),モデル材料として昆虫が注目されている
モデルとしての自然 model
尺度としての自然 measure
師としての自然 Mentor
未来環境型科学:安全な食料をいかに確保するかという食糧問題をと生物多様性の保全などの閑居問題を一元的に解決するための戦略と戦術を提供する学問
総合的害虫防除,プロジェクト目標:農業生態系・隣接する事前生態系における生物多様性の保全に抵触しない,外虫個体群あるいはそれを取り巻く生物群集の持続的管理手法.
生態調和型新規防除素材:ターゲットのみに作用する高選択化学薬剤,本来植物が持つ防御反応を活性化する薬剤(免疫賦活剤),大害虫見栄えの根絶や抑圧防除に不可欠な道誘引物質の探索.フェロモン・カイロモンの生理機構・行動の分析.
環境インパクト(温暖化インパクト+防除インパクト).地球温暖化による南方性害虫の分布拡大,害虫の根絶による生物多様性の減少(藤崎らの研究,害虫問題は環境問題に抵触する).
序
食う食われるの関係は,カンブリア紀爆発直前に,眼をもつ動物が初めて出現したことと深く関係する(Parker, 2003).銀河系の渦巻きアーム(ガスや塵)から離れたのが,この時期?
石炭紀・白亜紀に酸素濃度が高まった.石炭紀では昆虫がはじめて翅を進化.石炭紀には昆虫種の多様性が確立した.白亜紀には翼竜や鳥類が出現.被子植物の出現と進化.
2億5千万年前ペルム紀末期,95%が絶滅.
殺虫剤に依存した農業からいかに脱却するか.
花粉から花蜜へのシフト.窒素・燐を多く含む花粉から,エネルギー源となるショ糖・ブドウ糖・加藤を含む花蜜へ.光合成の一次代謝物.
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訪花者の認知能力と花のディスプレイ
「花はなぜ美しいか1.昆虫と受粉」,内海俊策先生,千葉大学教育学部研究紀要50巻III自然科学編,「中学校では,花にはいろいろな形のものがあることを学ぶが,これと受粉と結び付けて学習していない。しかし,花を本当に理解するには,訪花昆虫のことを知らねばならない。花と昆虫との間に成立しているのは取引である」,「千変万化の花の形,光り輝く多様な色彩,あふれる香り,これらの一切が進化の産物である」
Sprengel @ Wald und Wiesen lmkerei, ダーウィンに先んじて昆虫と花の関係を指摘したドイツの神学者・植物学者クリティアン・コンラード・シュプレンゲルの情報まとめ(ドイツ語)."Das entdeckte Geheimnis der Natur im Bau und in der Befruchtung der Blumen", 原著のpdfあり.
花香(fragrance)
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未分類
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