プロローグ（は、は）／免責事項
先月、オスメチウムについての記事を書いたときに、他に知りたい解剖学について提案をお願いしたことがあります。 リクエストの 1 つは、「前脚の水力学」についての情報でした。 私はこの数週間、前脚について読み漁り、学んだことを皆さんと共有できることをとても嬉しく思っています。 しかし、始める前に3つのことを認識しておく必要がある。
(1)この記事の情報は、L.I. van Griethuijsen と B.A. Trimmer が書き、2014年に Biological Reviews に掲載された「Locomotion in Caterpillars」という素晴らしい論文から引用しています。 このテーマを深く掘り下げたい人には、この論文はとてもお勧めできます。
(2)イモムシの前脚と運動について私たちが知っていることのほとんどは、タバコシバンムシ（Manduca sexta）の研究に基づいています。 研究者は、これらの研究のほとんどが、比較的同程度の大きさで、同様の動きをする多くの種類のイモムシに一般化できると仮定しています。
(3)サム ジャッフェがルナの前脚の驚異的な写真を撮ったので、ルナが「今週の青虫」に君臨している間は前脚を取り上げたいと思いました。 ここでは、数種類のイモムシの前脚を写真に収めました。 すべてルナではありません。 ______________________________________________
あなたが実際に読みたいこと
～そもそも前脚って何ですか～
青虫は他の昆虫と同様に、頭のすぐ後ろの胸部にある6本の本当の脚を持っています。 しかし、ほとんどの場合、本足はイモムシの移動にあまり役に立ちません。 (例外は、イモムシが絹糸の上に降りたときで、通常は本足を使って這い上がる)
そのかわり、イモムシは腹部についている前脚を使って移動するのです。 私たちがしているような足の使い方ではありませんが、それはまた今度。 青虫の前脚の数は、2対から5対までとさまざまです。 一番後ろの一対を肛門前脚という。 肛門前脚の数と形状を覚えておくと、種の同定に役立ちます。
イモムシは蛾や蝶になると、引き続き6本の脚を持つようになります。 しかし、前脚はありません。 前脚は幼虫のためだけの適応です。
～前脚の仕組み～
イモムシは筋肉を使って動きます。 しかし、筋肉は自分では収縮できない。 人間をはじめとする脊椎動物は骨格という硬い構造物を持っていて、それが筋肉の収縮を助けているのです。 タコなど軟体動物の多くは、体液を加圧することで体を硬くすることができ、これが骨格のように働いて筋肉の収縮を助けているのです。
一方、イモムシには骨格がなく、歩くために体を加圧して骨格のように固めることはできない。 では、どうやって筋肉を使うのか。 それは、硬いものに体をくっつけることである。 どうやって？ 前脚を使うのです。
前脚は、実はイモムシを前進させるために使われているわけではありません。
前脚は、イモムシを前進させるためのものではなく、他の体節を動かすときにイモムシをしっかり固定するためのアンカーとして働くのです。 前脚はイモムシを小枝のような硬い土台に縛りつける。 この小枝は外骨格のような役割を果たし、イモムシが筋肉を収縮させるのに必要な安定性を提供する。
イモムシの運動には、実に多くの筋肉が関与している。 芋虫は這うように前進しながら、後ろの肛門側前脚から徐々に前脚を基質から切り離す。 筋肉を使って体を前方に引っ張り、前脚を再び取り付けて固定し、足場を崩さないようにするのだ。
それぞれの前脚の先端には、CROCHETと呼ばれるパッドがあり、小さな棘で覆われています。 添付したルナの前脚の写真を見ると、半透明のパッドに茶色の小さな棒が小枝に直接付いているのがわかるだろう。 それがクロシェットである。 この小さな突起は、マジックテープのように機能して、葉や小枝、指など、あらゆる素材にしっかりと固定することができる。 イモムシを持ったことがある人なら、その粘着性のあるかぎ針を肌に感じたことがあるはずです
このかぎ爪を外すために、それぞれの前脚には2つの筋肉があります。 この筋肉が収縮すると、かぎ爪が外れ、前脚がしまり、イモムシの体は前に進みます。
移動中、前脚のプランタヘアーは基質に関する感覚情報を収集する。 添付したルナの前脚の写真では、緑色の前脚から黒い毛が突き出ているのがわかるだろう。 これが「プランタヘアー」だ。 これらの毛にはそれぞれ感覚神経があり、イモムシに下地に関する情報を提供する。 前脚が障害物を感知すると、前脚を高く持ち上げる反応が起こり、他の筋肉にメッセージを送って、他の前脚が障害物に到達したときに高く持ち上げるようにする。 興味深いことに、これらのメッセージは通常、イモムシの脳を経由しないので、メッセージはより迅速に目的の相手に届くのである。
前脚の体節が完全に前に移動したら、前脚を再び取り付ける時期がやってきました。 前脚の筋肉が休息位置まで弛緩すると、前脚が伸びる。 このとき、前脚の有刺鉄線は自動的に基質に付着し、イモムシは再び外側の背骨に固定される。 前脚の固定は、今後の筋収縮のための剛性を提供し、イモムシは這い続けることができる。
たった数歩のイモムシが、これほどまでに複雑な仕組みを持っているとは……。 これは、私たち The Caterpillar Lab がずっと知っていたことを証明し続けています…イモムシは驚くべき存在です！______________________________________
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–リズ・カウツ、教育担当
The Caterpillar Lab
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