ミツバチは、おしりをふるダンスで花の場所を仲間に伝えている

1973年12月12日、ストックホルムのカロリンスカ病院で、ノーベル賞の受賞講演が開かれました。題は「ミツバチの言葉を解読する」。ところが、壇上に立ったのは受賞者本人ではありませんでした。受賞したのは、ミュンヘン大学の動物学者カール・フォン・フリッシュ（Karl von Frisch）です。本人は出席できず、息子のオットー・フォン・フリッシュ教授が代わりに講演したのです。

フォン・フリッシュが明らかにしたのは、ミツバチの「8の字ダンス」のしくみでした。ミツバチは、巣の中でこのダンスを踊ります。そのダンスの動きで、えさ場の方向と距離を仲間に伝えていたのです。

さらに、それから約20年後、ロボットのハチを使った実験から、もう1つのことが分かってきます。8の字ダンスで情報を運んでいるのは、まん中の部分です。おしりを振りながら、まっすぐ走る部分です。「8の字」をえがく道すじそのものは、情報を運んでいないようでした。

この記事では、まずフォン・フリッシュがダンスに気づいたきっかけを紹介します。次に、ダンスがどうやって方向と距離を伝えるかを説明します。最後に、「匂いだけで探している」という反論と、ロボットやレーダーを使った新しい実験を見ていきます。

01フォン・フリッシュは、まず「ハチは色が分からない」という説を疑った

フォン・フリッシュの研究の出発点は、ダンスではなく「色」でした。当時、多くの生物学者は、ハチなどの昆虫は色がまったく分からないと考えていました。フォン・フリッシュは、それを信じられませんでした。花があんなに色鮮やかなのは、色が分かる虫に来てもらうためのはずだ、と考えたのです。

そこで、外のテーブルに色紙を置き、その上に砂糖水の皿をのせました。するとハチは、色紙の色を覚えました。

実験中は、ハチが集まりすぎないように、砂糖水を止める休み時間をとりました。休みの間は、ときどき偵察のハチが来て、空の皿を見て帰るだけです。ところが、偵察のハチが砂糖水の入った皿を見つけて巣に帰ると、数分のうちに、それまで来ていた仲間のハチがみんな戻ってきました。偵察のハチは、仲間に何かを知らせたのでしょうか。

そこでフォン・フリッシュは、ガラス窓のついた観察用の巣箱を用意しました。ハチには色の点で番号をつけて、1匹ずつ見分けられるようにしました。えさ場から戻ったハチは、蜜を渡すより先に、巣板の上を小さく走り回りました。右回り、左回りと交互にです。これが「円形ダンス」です。ダンスするハチの後ろについて回ったハチが、次々にえさ場へ飛んでいきました。

02おしりを振る時間がえさ場までの距離を、走る向きが方向を表す

えさ場が遠くなると、ダンスの形が変わります。8の字をえがくように走るのです。そのまん中の直線部分で、ハチはおしりを左右に振りながら、ブーンという音も出します。これが「尻振りダンス」、いわゆる8の字ダンスです。

フォン・フリッシュは、ダンスを撮った映像から、時間を測りました。えさ場までの距離が200mから4,500mに伸びると、1回の尻振りの時間は、約0.5秒から約4秒に長くなりました。尻振りが長いほど、えさ場が遠いという意味です。

方向の伝え方は、もっと手がこんでいます。巣の中は暗く、巣板は垂直に立っています。ハチは外を飛ぶとき、「太陽の方向」と「えさ場の方向」のあいだの角度を見ています。巣板の上では、この角度を「真上からの角度」に置きかえて走ります。えさ場が太陽と同じ方向なら、尻振りは真上へ走ります。えさ場が太陽から40°左なら、真上から40°左へ走ります。目で見た太陽との角度を、重力の向きを基準にした角度に移しかえているのです。

太陽は、時間とともに動きます。同じえさ場から戻るハチのダンスの向きも、少しずつ変わっていきました。太陽が動いた角度の分だけ、変わったのです。

03「ハチは匂いだけでえさ場を探す」という反論に、フォン・フリッシュは巣箱を倒す実験で答えた

ダンスが「言葉」だという説には、強い反論もありました。フォン・フリッシュの講演によると、アメリカの生物学者エイドリアン・ウェナー（A. M. Wenner）らのグループが、こう主張しました。新しく出かけるハチは、ダンスの情報ではなく、匂いだけを頼りにえさ場を見つける、というのです。

匂いが大事なことは、フォン・フリッシュ自身も確かめていました。同じ巣で、2つのグループのハチを飼います。シナノキの花で蜜を集めるハチと、ハリエンジュの花で集めるハチです。すると仲間は、ダンスするハチの体についた花の香りで、どちらの花へ行くかを決めていたのです。

それでも、方向はダンスで伝わる。フォン・フリッシュはそう考え、次の実験をしました。えさ場は、巣から230mの所です。観察用の巣箱を横に倒して、巣板を水平にしました。空も見えなくしました。するとダンスは、でたらめな向きになりました。巣の周りの4つの方向に、えさ場と同じ匂いをつけた皿を置いておきました。仲間のハチは、その4つの皿に、ばらばらに飛んでいきました。

次に、巣箱を立て直しました。すると10分もしないうちに、ハチはえさ場の方向の皿にだけ飛ぶようになりました。野原の匂いは、何も変えていません。変わったのは、ダンスだけです。

1975年には、プリンストン大学のジェームズ・グールド（James L. Gould）が、科学雑誌『サイエンス』に、それまでの研究をまとめた論文を出しました。グールドは、それまでのはっきりした実験の結果は、ミツバチに抽象的な言語があることを示している、とまとめました。ここでいう「抽象的」とは、ダンスの動きが、目の前にないえさ場の方向と距離を表している、ということです。

04ロボットのハチの実験で、おしりを振りながらまっすぐ走る部分が、方向と距離を伝えているらしいと分かった

1992年、アクセル・ミケルセン（Axel Michelsen）らは、ハチの機械模型を巣に入れました。チームには、フォン・フリッシュの弟子マルティン・リンダウアー（Martin Lindauer）もいました。模型は、コンピューターで動くロボットです。えさ場の匂いをつけてあり、本物のダンスと同じような空気の振動（音）も出せました。

ロボットなら、ダンスの部分ごとに、わざと食い違う情報を伝えさせることができます。そうしたうえで、匂いをつけた皿に来るハチの数を数えました。

その結果、論文は次のように結論しました。尻振りの直線が、ダンスの情報を運ぶ一番大事な部分で、8の字の道すじは情報を運んでいないようだ。また、音と尻振りは、どちらも必要でした。音と尻振りの両方が、距離と方向の情報を重ねて伝えていたのです。

05レーダーで追うと、ダンスを見たハチは教わった方向へまっすぐ飛んだ

2005年には、ハーモニックレーダー（飛んでいるハチを1匹ずつ追いかけられるレーダー）という装置で、ハチが飛んだ道すじを1匹ずつ記録する研究が行われました。イギリスのロザムステッド研究所のJ. R. ライリー（J. R. Riley）と、ベルリン自由大学のR. メンツェル（R. Menzel）らの研究です。追ったのは、ダンスを見て飛び立ったハチです。巣から飛び立った19匹は、多くが巣からえさ場への方向へ、まっすぐ飛びました。

さらにチームは、ダンスを見た17匹を捕まえて、巣の南西にある別の場所へ運んでから放しました。この17匹も、多くが「巣からえさ場への方向」と同じ向きへ飛び立ちました。放された場所がどこかは、関係ありませんでした。ハチは、ダンスで受けとった「この向きに、これだけ飛べ」という指示を、そのまま実行していたのです。横風の中を飛んだ11匹は、全員が体の向きを直していました。風で流されないようにするためです。

1匹ずつの飛行経路の終わりの地点は、ばらついていました。けれども、巣から飛び立った19匹の終わりの地点を平均すると、えさ場のすぐそばでした。

06まとめ

ミツバチの8の字ダンスでは、まん中の「尻振り」の部分が情報を運んでいます。尻振りの時間が、えさ場までの距離を表します。尻振りで走る向きの、真上からの角度が、太陽を基準にしたえさ場の方向を表します。ロボットのハチの実験では、8の字をえがく道すじそのものは、情報を運んでいないようでした。

この発見で、フォン・フリッシュは1973年にノーベル賞を受けました。ただし、受賞講演の壇上に立ったのは、出席できなかった本人に代わった息子でした。そして2005年、レーダーで追われたハチたちは、別の場所へ運ばれても、ダンスで教わった「巣からえさ場への方向」へまっすぐ飛び立ちました。