熱帯農業研究 Vol.1, No.2 p (2008)

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1 78 もう一つの養蜂 : 熱帯 亜熱帯地域のハリナシミツバチ養蜂の利活用 天野和宏 農業 食品産業技術総合研究機構畜産草地研究所 つくば市池の台 2 ハリナシミツバチ研究所 茨城県つくば市若葉 1-7 キーワード 蜂蜜, ハリナシミツバチ, ハリナシバチ, ハリナシミツバチ養蜂, 養蜂 Perspective of Another Beekeeping: Meliponiculture, where stingless honeybees belonging to Meliponinae are kept Kazuhiro AMANO National Agricultural Research Organization, National Institute of Livestock and Grassland Science, Ikenodai 2, Tsukuba 35-91, Japan Institute of Stingless honeybees Science, Wakaba 1-7, Tsukuba , Japan Key words Beekeeping, Honey, Meliponiculture, Stingless bee, Stingless honeybee はじめに多くの社会性昆虫類の中で, 高次真社会性昆虫の範疇に入るのはミツバチ類 (Apinae) とハリナシミツバチ類 (Meliponinae) だけであり, その生態が養蜂産業 (Beekeeping) を形成する礎となっている. 前者の養蜂はアピカルチャー (Apiculture) と呼ばれ, 後者は, メリポニカルチャー (Meliponiculture) と呼ばれている. ハリナシミツバチ類は文字通り, ほとんどの種で刺針が退化しており, 熱帯地域を中心に 4 種以上の種分化を果たしている. その内,3 余種がそれらの地域で養蜂として伝統的に飼養されている. 代表的な種として, 千年以上もの養蜂歴史をもつ中米のマヤ族によるハリナシミツバチの一種 (Melipona beecheii) や, 養蜂段階には至っていないが, オーストラリアの原住民 ( アボリジニ ) が Sugarbag bee( 英訳 ) として重要視する Trigona carbonaria 種や Austroplebeila australis 種などがあげられる. 我々の研究グループでは,1994 年以来, ハリナシミツバチ養蜂の持つ有用性に注目をし, 熱帯 亜熱帯諸国からコロニーを導入し, 応用的研究を推し進めてきた. シンポジウムでは, それらの研究成果を踏まえハリナシミツバチ養蜂研究の特筆すべき研究面から以下の 3 項目を選定し, その概要を述べた. ハリナシミツバチの基本的な生態は他誌でも知り得るので, 本誌では, 誌面の都合上, 他の 2 項目について記す. ハリナシミツバチとは : これまでに明らかにされてきたハリナシミツバチ類の一般的生態について. ハリナシミツバチの利用 : わが国の農業で要望されている作物に対する授粉者 ( ポリネーター ) としての利用法と, 特に彼らの訪花行動を支配する Color Vision および Polarization vision について. 生産物の特性とその利用 : 病原菌による病気克服のメカニズムとしてのプロポリスおよび蜜の特性について. ハリナシミツバチの利用歴史があり, また, 種数の多いハリナシミツバチ養蜂では多様な飼養法が存在するが, その産業目的は, ミツバチ養蜂とほぼ同様, いずれも蜜や蜜蝋などの生産物であった. しかし近年, 関連研究の進展にしたがい, 熱帯植物の授粉に対するハリナシミツバチ類の果たしている役割の大きさが判明し, また, 農業におけるポリネーター ( 授粉者 ) に対する需要の増大などから, ポリネーターとしての新たな活用の芽が生まれてきた. わが国においては, 季節も作物種も問わない施設栽培が, わが国の農業の特色と言えるほど広く普及している. このような自然から隔離された閉鎖栽培環境下での作物のポリネーションにおいてハリナシミツバチ類が有望視され得る. これまでに行ってきた我々のコロニー導入研究あるいは既知の研究成果から, ハリナシミツバチ類をポリネーターとして利用する点でいくつかの有用な特性が明らかとなった.1) 飼養者を刺さない ( 安全 ),2) 基本的な所要技術がある ( 家畜化 ), 3) 訪花範囲が広い ( 作物への汎用性 ),4) 女王の寿命が長い ( コロニーの利用期間が長い ),5) 採餌飛行範囲がコンパクトである ( 施設向き ),6) 分蜂は処女王が行い野外での交尾相手がいない ( 野外定着の可能性が低い ),7) 低温耐性が低く, 概ね 1 以下に数日続くとコロニーは崩壊する ( 野外定着の可能性が低い : 図 1) などである. 一方, これらの有用性のいくつかは, 裏を返えすと, 利用上での障害ともなる. すなわち, わが国でど

2 シンポジウム : 熱帯農業におけるミツバチの役割 79 図 1 巣内における日温度変化. セイヨウミツバチ (A. mellifera: 上 ), ハリナシミツバチ (T. carbonaria: 下 ) ハリナシミツバチ類には巣内温度を一定に保つ恒常性機能をもたない. 図 2 ハリナシミツバチ類の周年飼養を可能にした水平分離式保温巣箱. のようにして周年飼養をするのか? 群殖法は? などである. (1) ハリナシミツバチの授粉者としての能力人が利用する多くの作物は, 長年の育種により様々な形質の変遷を経ており, 自然界における授粉者との共進化もその例外ではない. その結果一般に, 多くの作物では授粉機構が単純化している. これまでの授粉実験および我々が行なった同実験からは, 作物種および授粉種の組み合わせにより多岐にわたる授粉効率結果を得ているが, 概ねハリナシミツバチ類の授粉能力は, セイヨウミツバチと同様, あるいは, 広訪花性に寄るところの若干高いものと考えられる. 我々が導入し, 上記の能力を保持していると判断された代表的な導入種は以下の通りである. Melipona beecheii 種 ( メキシコ, ユカタン州 ) Trigona carbonaria 種 ( オーストラリア, クインズランド州 ) Scaptotrigona bipunctata 種 ( パラグアイ, アスンシオン ) Trigona laeviceps 種 ( タイ, チャンタブリ州 ) (2) ハリナシミツバチの周年飼養法彼らの生態から判断し, わが国における周年飼養法には, 以下の 3 点を考慮した巣箱が必要であることが判明し, それらの機能を具備した水平分離式保温巣箱 ( 特許 ) が考案された ( 図 2).1 保温システム,2 種による巣の必須空間の確保,3 群殖 ( 巣の繁殖 ) 法の確立 1 保温システム : 保温システムを装備した外箱を設け ることにより巣内の適正保温が確保された. 2 種による巣の必須空間の確保 : ハリナシミツバチ類では, 要求する巣内の空間量が種によって限定されている場合が多い. 巣の発育に連れての必須空間量及び上限 / 下限量を調べるために, 現地での巣箱利用生態調査を多年にわたり行なった. その結果, 内箱を増減可能な階層式とすることにより解決された. 3 群殖法の確保 : ハリナシミツバチ類の巣板は水平になっており, 垂直であるミツバチのような可動巣枠を用いることはできない. そこで, 群殖を行なう方法の一つである巣分割 (split) を行なえ得るように内箱を複層にすることにより群殖法は一応解決した. (3) ハリナシミツバチの飛行行動と Color Vision および Polarization vision ハリナシミツバチ類の多くは, 大樹の洞やその地際部に営巣し, 採餌行動などのコロニーの活動範囲は樹冠に覆われた樹林地であることが多い. こういった場所では, 通常, 昆虫類が利用する可視光線 (35nm 63nm の波長域 ) の映像感覚 (Color vision) だけに頼るのではなく, 偏光を利用している (Polarization vision) ことが知られている. しかし, これらを確認する実験は, 光の波長および偏光をコントロールできることが前提であり, 簡単ではない. しかし, 近年, 単波長を発するレーザー光線, あるいは, 単波長ではないが, 狭い波長域を単峰型で発する発光ダイオード (LED) 等の開発が進み, それらの実験への利用が容易となった. 図 3 は,LED を使って, 可視光線域での光に対する成虫の飛翔行動を調べてみたものである. モンシロ

3 8 チョウ (Pierus rapae) では可視光線全域に一様に反 応するのに対し, ハリナシミツバチ類では, 一部の近 紫外線域にのみ反応を示している. 紫外線域の LED を多く使ったより詳細な実験により, その集中波長域は 385nm あたりであることが判明した. 前者の反応例ではチョウ以外に, ハエ類, ガ類が観察され, 後者の反応例は, 実験に供したハリナシミツバチ全種, セイヨウミツバチ, ニホンミツバチ, スズメバチ, ハキリバチなどである. そこで,LED 前面に光を直線偏光する偏光板 (Polarizer) を取り付けた場合の, これらのハチ類に反応をみると,385nm への集中反応は消失し, モンシロチョウの場合と同様になった. また, これらのハチ類の単眼 (ocellus) をシールにて覆い隠した場合も,385nm への集中反応は消えた. すなわち,Color Vision( 可視光線全体を映像として利用する ) を主力の視覚とするモンシロチョウなどとは異なり,Polarization vision を使うハリナシミツバチ類では 385nm あたりの波長に同調して, その波長光が持つ偏光情報を感応しており, その感応を司る大部分の器官は単眼であると推察される. このような偏光感覚は, 我々人間には無いものと思われていたが近年, その存在の一部が明らかとなっている. その一つは Haidinger s brush と呼ばれるもので, 夜明けや夕暮れの太陽が地平線部分にある時, 真上を凝視していると, ひょうたん型の黄色い束状の模様 ( 仰角 2-3 ) が見える. その模様の長軸方向が太陽の方向を示している. これは偏光による内視現象であり,1 人中 8 人は感覚できるという ( 著者は見える ). さらにハリナシミツバチに対する偏光実験を重ねていくと, 下記の現象が明らかとなった. 環境制御飼育室では近紫外線 (385nm の光 ) を点灯しておくことによって, 外勤蜂の採餌行動 (forage) が正常に行なわれるが, 近紫外線を照射しない場合においても, 数ヶ月後には正常に採餌行動を行うコロニーが認められる場合がある. こういったコロニーの外勤蜂を前述の LED による行動試験をしたのが図 3( 下図 ) である. 図から明らかなように,385nm への集中行動は消失している. これは,385nm の光を照射していない環境制御飼育室で生まれた働き蜂では,Polarization vision が機能しておらず, 代わって Color Vision が働いたものと考えられる. 紫外線 (UV) がカットされたビニールハウスにおける作物授粉とポリネーターとの関係が多く論議されているが, これらの実験結果はその解析の手助けになるであろう. 生産物の特性とその利用 図 3 波長 35nm-65nm の LED に対する飛行反応. 上 : モンシロチョウ. 2 番目 : ハリナシミツバチ. 3 番目 :LED 全面に偏光板を付けた場合のハリナシミツバチ. 下 : 紫外線の無い飼育室にて育成されたハリナシミツバチ. 病気を高度に克服した動物に 2 つのグループがあげられる.1 つは人間である. 我々人間は, 傷ついたり, あるいは体調が思わしくない場合にはある種の植物の汁を塗ったり飲んだりして, 治癒する方法を経験上知っている. 現代人は, 頭脳すなわち科学という方法でその植物のもつ機能性物質を特定 利用することにより, 多くの病原微生物による攻撃や体の変調から身

4 シンポジウム : 熱帯農業におけるミツバチの役割 81 を護る術を身につけた. こういった植物のもつ機能性物質を利用する方法を進化の途上で獲得した生物がいる. これがハリナシミツバチ類である. ハリナシミツバチ類は樹林地に生息し, その生息地における様々な樹脂 (resin) を大量に採取する. ただし, これらの樹脂は病原微生物に対する機能性, すなわち抗菌 ( ウイルス, 細菌等 ) 性, あるいは予防性等を個々に有している樹 ( 樹脂源植物 ) からのものが主となる. この樹脂と彼ら自身が分泌する蜜蝋 (bees wax) との混合物はプロポリス (propolis) と呼ばれ彼らの巣全体の材料となる. すなわち, 彼らは薬でできた家に棲んでいるとも言える. ハリナシミツバチ類にはこれまで病原菌による病気が知られていない. 彼らは, 植物の産出する機能性物質を進化の過程で利用する方法を獲得し, 生息地における風土病を克服していると考えられる. (1) ハリナシミツバチ蜜の抗菌作用ハリナシミツバチ類以外でプロポリスを利用するのは, セイヨウミツバチ (Apis mellifera) だけである. セイヨウミツバチは, 巣の収まっている洞 ( あるいは巣箱 ) の隙間をプロポリスで充填し, 巣自身は彼らが分泌する蜜蝋で作られている. 一方, ハリナシミツバチ類では巣全体をプロポリスで作る. したがって, 蜜を貯めている巣房 ( 花蜜ポット : プロポリスでできている ) からのプロポリス成分が蜜に浸入し, ミツバチ蜜とは異なった機能を有する. ミツバチとハリナシミツバチの蜜の成分はともによく似ており, 双方とも,2% ほどの水分以外, ほとんどがブドウ糖 ( グルコース ) と果糖 ( フラクトース ) の単糖類である. 他に採餌個体の行動習性から蜜源植物の成分が蜜に物理的に混入し特異な生理機能を有す るとされる場合もあるが, それ以外はともに蜂蜜の持 つ基本的な抗菌性等は, 高糖濃度, 低 ph, 過酸化水 素の 3 点に集約される. 過酸化水素は, グルコースか らグルコースオキシターゼによってグルコン酸ととも に生ずるものであり, 細菌生育の阻害作用を持つ. そこで上記 3 点による抗菌性を取り除いた場合, す なわち, 蜂蜜を純水で希釈し,pH を調整し, 過酸化 水素分解酵素であるカタラーゼを添加した場合の抗菌 性を調べたのが表 1 である. ミツバチ蜜とは異質とも 言えるほどのハリナシミツバチ蜜の高い抗菌性は, 貯 蜜ポットからのプロポリス成分の移行によるものであ る ( 図 4). (2) ハリナシミツバチ蜜の健康食品としての利用 多様な成分を有し病原菌等に対する種々の抗体機能 を有するプロポリスは長い進化の過程で構築されてき たものであり, その進化的側面は巣の防衛的機能の増 図 4 ハリナシミツバチ類の貯蜜ポットはすべてプロポリスでできている. 細菌 * 1 S.aureus S.aureus E.faecalis E.coli E.coli P.aeruginosa ハリナシミツバチ種 M. beecheii M. quadrifasciata M. solani S. bipunctata S. pectralis S. mexicana S. pectralis F. nigra A. australis T. biroi ミツバチ種 A. Mellifera A. Cerana A. Dorsata 表 1 ハリナシミツバチ蜜とミツバチ蜜における抗菌活性 (well diffusion assay) ( 数値はカタラーゼを加えた場合の抗菌性を, フェノール濃度 (%W/V) に換算した値 ) * 1 細菌名 ( 左から ): 黄色ブドウ状球菌 ATCC25923 系統, 黄色ブドウ状球菌 ATCC9144 系統, 腸球菌 JISSYU251 系統, 大腸菌 ATCC25922 系統, 大腸菌 W13 系統, 緑膿菌 ATCC27853 系統

5 82 進である. そして, ミツバチ自身がプロポリスを食することは無いことから, 蜂の体内に取り込まれれば何らかの害作用を示すような成分がプロポリスに含まれているとしても, その成分が進化の過程で淘汰される機会は少ない. このことが, プロポリスそのものを我々の健康食品として利用する場合の注意点の 1 つである. しかし, プロポリス成分が自然に溶入しているハリナシミツバチ蜜については上記のことは当てはまらない. ハリナシミツバチ成虫は自らの行動エネルギーを蜜に頼っており貯蔵蜜を食する. その中に何らかの害作用を示す成分があったとすればハチ自身に有害であることから, こういった有害物質を集める個体群は進化の過程で淘汰されているであろう. したがって, ハリナシミツバチ類の蜜に有用な機能性が期待されるとすれば, プロポリス自身を人工的に ( アルコール, 水 ) 抽出するよりも, ハリナシミツバチ類の貯蔵蜜を直接利用する方が安全 安心でありまた自然でもある. おわりに我々のハリナシミツバチ研究に供するために, これまで数百コロニーを海外の研究機関 ( 多くは地方の国立大学 ) から送付してもらった. コロニーを送付するのは大変な作業である. 関係機関 ( 政府や航空会社 ) との交渉や, 生き物のパッキングなど研究者には片手 間ではできない. しかし, 彼らの受け持つ地域の産業 ( ハリナシミツバチ養蜂 ) の育成および発展を願う研 究者としての想いが, 遠い国 ( 日本 ) との共同研究の 受諾, さらにはその応用的成果への期待を抱かせたこ とを強く感じる. もう一つの養蜂産業が我が国でも認 められることを願っている. 参考文献 Amano, K., T. Nemoto, and T. A. Heard 2. What are stingless bees, and why and how to use them as crop pollinators? a Review -. JARQ 34: 天野和宏, 根本鉄 2. ハリナシバチ類の周年飼養及び群殖が可能な巣箱 ( 特許第 号 ). Amano, K. 24. Attempts to introduce stingless bees for the pollination of crops under greenhouse conditions in Japan. FFTC Technical Bull. 167: 1-9. 天野和宏 26. ハリナシミツバチ養蜂 : その蜂蜜の魅力. 畜産の研究 6: Crane, E The past and present status of beekeeping with stingless bees. Bee World. 73: Heard, T. A The role of stingless bees (Meliponinae) in crop pollination. Ann Rev. Entomol. 44: Temaru, E., S. Shimura, K. Amano, and T. Karasawa 27. Antibacteriala activity of honey from stingless honeybees (Hymenoptera; Apidae; Meliponinae) Polish Journal of Microbiology. 56: Wille, A Biology of the stinless bees. Ann. Rev. Entomol. 28:

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