トンボは、獲物が今いる場所ではなく、先回りした地点をめがけて飛ぶ

枝の先に止まっていたトンボが、ふっと飛び立ちます。そして、多くの場合、0.5秒もしないうちに、小さなハエを捕まえます。トンボは枝に戻って、捕まえたハエをかみ始めます。

アメリカのハーバード大学のチームが、この狩りを2500回以上観察しました。止まっているトンボの近くにショウジョウバエを放し、捕まえられるかを数えたのです。調べたトンボは9匹です。1匹ごとに狩りの成功率をまとめると、9匹とも83〜95%の間に入りました。まとめ方は、あとで説明します。

トンボの狩りでは、飛び方にも特徴があります。トンボは、獲物が今いる場所を目がけて飛ぶのではありません。獲物とぶつかる地点を目がけて、先回りして飛ぶのです。

この記事では、まず「トンボの成功率は95%」という、よく聞く数字がどこから来たのかを確かめます。次に、トンボが先回りして飛ぶしくみを、研究の順に紹介します。最後に、トンボが獲物の動きを「予測」していることを示した2015年の研究を説明します。

01「トンボの狩りの成功率は95%」は、どこから来た数字なのか

2013年、アメリカの科学雑誌『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』に、トンボの神経の論文が載りました。その論文の要約に、「トンボは95%の成功率で、空中で獲物をとらえる」と書かれています。論文の本文では、この「約95%」の根拠として、2007年と2012年の2本の研究が挙げられています。

2012年の研究は、ハーバード大学のステイシー・コームズ（Stacey Combes）らが行いました。実験のやり方は、次のとおりです。

• 2010年の夏、マサチューセッツ州の池で、トンボ9匹を捕まえた。種類は、学名 Libellula cyanea というトンボ。
• トンボを、縦横7.3m、高さ4.6mの屋外の温室で飼った。
• 6月から8月にかけて、トンボの近くで、ショウジョウバエを入れた容器のふたを、離れた所から開けて放した。この「狩りの試し」を2500回以上くり返した。
• トンボが止まり木に戻って、獲物をかんでいるのが見えたら「成功」と数えた。

チームは、1匹が1日に30回以上試した日について、その日の成功率を計算しました。成功率は、日によって上下します。そこで論文は、トンボ1匹ごとに、日ごとの成功率の中央値をまとめています。中央値とは、小さい順に並べたときに真ん中にくる値です。この中央値が、9匹で83〜95%だったのです。

同じトンボでも、日によって成功率はかなり変わりました。1匹の中で、一番よい日と一番悪い日の成功率の差は、平均22ポイントもありました。例えば、95%の日と73%の日がある、というくらいの差です。差が一番大きいトンボでは、37ポイントです。

成功率にはっきり影響したのは、1回に放したハエの数でした。1回に放すハエを5〜10匹にした場合と、15〜25匹にした場合を比べると、ハエが多いほうが成功率は高くなりました。一方、光の強さで説明できたのは、成功率のばらつきの7%にも足りませんでした。

それより前の野外の研究では、トンボ科のトンボの平均の成功率は76〜97%と報告されています。つまり、「95%」は高いほうの数字です。トンボの狩りの成功率は、研究や条件によって、7割台後半から9割台まで幅があります。

02トンボは、獲物の今の位置ではなく、ぶつかる地点をめがけて飛ぶ

2000年、生物学者のロバート・オルバーグ（Robert Olberg）らは、トンボの狩り36回をビデオで撮りました。そして、1コマずつ、トンボと獲物の位置を調べました。

その結果、トンボは、獲物とぶつかる地点に向かって、まっすぐ飛んでいることが分かりました。かじの取り方は、「トンボの目の中で、獲物の像がなるべく動かないようにする」というものでした。

なぜ、それで獲物とぶつかるのでしょうか。トンボから見て、獲物の見える方向がずっと変わらないまま、距離だけが縮んでいくとします。そうなれば、いつか2匹は同じ場所に来ます。研究者たちは、トンボがこのやり方で獲物に先回りしていると考えています。2013年の論文は、人が飛んでくるボールをとるときも、同じやり方を使うと書いています。

2007年、オルバーグらは、作り物の獲物を使って、もっと細かく調べました。屋外の飼育かごで、トンボが獲物を追う様子を高速度カメラで撮ったのです。トンボは、獲物の今の位置ではなく、その少し前方の一点をねらっていました。そのため、わりとまっすぐな道すじで獲物を捕まえられるのです。

トンボの目には、特によく見える帯があります。この帯は、地平線から約60度上の高さを、横に走っています。追いかけている間、トンボは頭の向きを変えて、獲物の像を、この帯と目の真ん中の線が交わる点に置き続けました。十字の照準の真ん中に、的を置き続けるようなものです。

獲物の像がずれると、トンボはすぐに直します。ずれてから頭が動き出すまで、約0.025秒（1秒の40分の1）でした。羽が反応するまでは、約0.03秒です。

03トンボは、飛び立つ前に「捕まえられる獲物か」を見分けている

トンボの狩りは、飛び立つ前から始まっています。

2005年、オルバーグらは野外で、細い針金につるしたガラス玉をトンボに見せました。玉の直径は、0.5mmから8mmまでです。トンボは、玉の大きさをはっきりえり好みしました。自分の頭と同じか、それより大きい玉には、飛んでいきませんでした。

これは、近くの小さな玉と、遠くの大きな玉が、目には同じ大きさに見える場合でも同じでした。研究チームは、トンボが獲物までの距離を分かっていると結論づけました。距離が分かる範囲は、大きいほうの種で約1m、小さいほうの種で約70cmでした。

2017年には、フアイティ・リン（Huai-Ti Lin）とアンソニー・レオナルド（Anthony Leonardo）が、飛び立つ前のトンボを調べました。2人は、アメリカのハワード・ヒューズ医学研究所ジャネリア研究所の研究者です。トンボは、次の順で「飛ぶかどうか」を決めていました。

1. 頭をさっと動かして、獲物に目を合わせ、目で追い続ける。
2. 獲物の見かけの大きさと速さが、捕まえやすい組み合わせかを確かめる。
3. 獲物が自分の真上を通る瞬間を予測して、そのタイミングで飛び立つ。

飛び立った後に獲物を見失ったり、獲物が真上からずれたりすることは、トンボが途中で追うのをやめることと強く結びついていました。

04トンボの狩りが失敗した原因は、ハエの逃げる動きより、ハエのでたらめな飛び方のほうが多かった

2012年のハーバード大学の実験では、狩りの一部を高速度カメラで撮って、50回分を細かく調べました。トンボは、50回のうち43回で獲物を捕まえました。

ハエは、トンボから逃げる動きを、ほとんどしませんでした。はっきり逃げようとしなかった回が、50回のうち42回もあったのです。逃げようとした8回のうち、その場でトンボをかわせたのは4回でした。しかし、そのうち2回は、トンボがすぐに近づき直して捕まえました。ハエが最後まで逃げ切れたのは、50回のうち2回、つまり4%だけです。

トンボの失敗の原因として、ハエが逃げる動きより多かったのは、ハエがふだんから飛びながらする、でたらめな方向転換でした。放したハエの数が少ないときは、トンボに追われたハエが、よりでたらめに飛んでいました。そしてそのとき、トンボの成功率は下がっていました。なお、高速度カメラで調べた狩りでは、どれもトンボの最高速度がハエの最高速度より速くなっていました。

05まとめ

ハーバード大学の実験では、トンボ9匹の狩りの成功率は83〜95%でした。よく聞く「95%」は、この実験の高いほうの数字に近い値で、ハエの数や日によって成功率は上下します。

トンボは、獲物の今いる場所ではなく、獲物とぶつかる前方の一点をめがけて飛びます。そして、飛び立つ前から、獲物の大きさや速さを見て、捕まえられるかを見分けています。2015年の研究では、トンボが自分の体と獲物の動きを予測しながら、頭と体の向きを変えていることも分かりました。

トンボの狩りは、飛び立ってから獲物を捕まえるまで、平均0.44秒です。夏の水辺でトンボを見かけたら、その0.5秒もない時間の中で、トンボが獲物の行き先を予測して飛んでいることを思い出してください。