ツツジの毒は昆虫に効きますか？

質問

ツツジの毒は昆虫に効きますか？
ツツジの花蜜中に、ヒトに有害な成分つまり毒があるといいますが、この毒はどの動物群に有効なのでしょうか？
ツツジにハチ、ハエ等の昆虫が近づいているのは見ますが鳥類が近づいているのは見たことがないです。そのことから、節足動物に無効、脊椎動物あたりには有効な毒で、ツツジが花粉の運び手として昆虫類に限定しているのではないかと考えました（鳥媒花でなく虫媒花）
毒成分のグラヤノトキシンの毒としての機序は、イオンチャンネルに結合して筋肉に影響するとWikipediaに書かれているので、そのあたりの体の仕組みの違いに起因するのかなと思っています。
ツツジ毒が虫その他の動物群に効くのかどうか、植物の生存戦略、特定の動物群のみに有効な毒の作用機構、部分的にでも分かれば教えて下さい。

回答No.3

4017B · ベストアンサー

[回答.その2]

質問者はある程度、自然科学への造詣がお有りの様に見受けられますので何かで聞き及んでいるかと思いますが。魚類のフグの仲間が体内に毒を持つ事で有名ですが、この有毒成分はフグの体内で合成されるのでは無く、フグが食物として摂取した他の有毒生物の有毒成分をフグの体内で消化精製する事によって別途に体内貯蔵して、さらに大型の肉食魚類などからの捕食を防ぎ牽制する効果を出しています。

同じ様に有毒植物であるアセビを『ヒョウモンエダシャク (Arichanna gaschkevitchii)』というガの幼虫が食べて育つのですが、アセビに含まれるグラヤノトキシン毒によって中毒を起こす事は無く、逆にこの有毒成分を体内に溜め込んで自分で守るために使います。天敵である鳥類や他の捕食動物に対しては有毒成分として働き、捕食動物の学習効果などによって幼虫が捕食される事を防いでいます。

- ヒョウモンエダシャク https://www.insects.jp/kon-gahyoumoneda.htm

通常、葉っぱに毒物を生成貯蔵するのは、その植物にとっての正に生命線である光合成を行う心臓部分である葉っぱを食べられない様にするためだと思われますが。このヒョウモンエダシャクに関して言えば全く効果無し、逆に敵に塩を送る状態となってヒョウモンエダシャクの繁殖のみを手助けしてしまっている形となっています。或いは食事量の多い大型生物(この場合は牛馬など)からの食害さえ抑え込めれば、それ以外の少ない被害は必要悪として割り切って捨ててしまっているのかも？

因みにフグは産まれたばかりの時には全くの無毒なので、卵の状態から水槽内でいわゆる完全養殖を行うと、そのまま普通に刺し身で食べる事が出来る "毒無しフグ" が出来上がるそうです。確か商品化もされてたと思いますが、これらの安全な "毒無しフグ" を調理する際には何故か全く毒の無い有毒部位を除去するフグ調理免許を持った専門調理師が捌いたモノしか販売出来ないそうです。

またウスバカゲロウの幼虫で蟻地獄の異名を持つ「アリジゴク」ですが、このアリジゴクの唾液には獲物を麻痺させる有毒成分が含まれている事が分かったそうです。

- アリジゴクの唾液に含まれる毒 https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-13660113/136601132001jisseki/

上記、研究報告によればこの有毒成分もアリジゴク本体が体内で生成したモノでは無く、アリジゴクの体内に共生するバクテリアが有毒成分を生成し、アリジゴクはそれを利用して自らの狩りの成功率を上げるために使っている模様。いったいどの様な進化経路を辿ればそんな風になるのか皆目見当も付きませんが…。似た様なヤツで「コモドオオトカゲ」が口腔内に雑菌を意図的に繁殖させ、その毒素によって噛み付いた獲物を麻痺させて仕留めるみたいな話がありますが。どうも違ってて細菌由来では無くコモドオオトカゲ自身の体内生成された酵素の一種では無いかと言う最新の研究報告もある様です。

尚、デンプンを消化出来ずに腸内で腐らせてしまう話を前段でしましたが、このコモドオオトカゲも似た様な症状を引き起こす事があり。それは周囲の気温が上がり過ぎると変温動物の爬虫類であるコモドオオトカゲは当然、体温の調整が出来ずに体温も上昇し続けてしまいその結果、食べた獲物の肉が体内で完全に消化し切る前に腐敗菌の増加繁殖スピードの方が勝ってしまい、やはり腸内などで腐敗菌由来の毒素成分が蔓延し敗血症などで死んでしまうのだそうです。その死なずに爬虫類のとして最も効率的に活動できる気温の限界が32度前後らしく、それ以上になるとコモドオオトカゲは体温を下げるため海岸へ行き海に入って体温を下げる習性があるそうです。

ある程度、科学的知見に明るい人であれば「イカの神経が実験によく使われる」という事はよくご存知かと思いますが。人間を含めた哺乳類と昆虫類とでは内臓器官の仕組みがかなり異なっており、ならば脳細胞を含めた神経伝達物質なども相当に違いがあるのではと考えますが…実は地球上の生物種で神経系を持つ生物はほぼ全て同じ仕組みで動いているんですね。つまり基本はホモ.サピエンスもショウジョウバエも同じです。

- 昆虫と哺乳類の脳が共通の祖先から進化した可能性 https://www.amed.go.jp/news/release_20171103.html

また「ショウジョウバエ」と「ホモ.サピエンス」の遺伝子(DNA)の数はほぼ同じの約2万2000個で、そう言った意味では人間が下等生物だと思ってるハエと人間はDNAの数ではそう変わらない程度の進化度合いであるとも言えます。また昆虫類(節足動物)の目として有名な「複眼」ですが、これもDNA解析の結果から見ると哺乳類などの目と仕組みや発生過程は全く変わらない事が分かっており、いわゆる「昆虫、エイリアン説」は完全に否定された形となっています(自分的には残念！)。

植物が食害を防ぐための防衛手段としては、主に表皮を固くしたりトゲを生やしたりする物理防御と、葉や根などに有毒成分を生成する化学防御との2つに大きく分けられると思いますが。これも実際にそれらの植物が自生する地域環境とそこに共生している動物類の食性嗜好が大きく関係して来ると思われますので、必ずしも有毒成分を持つ植物が食べられないために毒物を生成しているのかどうかは不明です。一口に毒物と言っても当の植物側からしてみれば何か全く別の効果を期待して生成してるのかもしれませんし、それがたまたま二次的に毒として捕食者に対しても有効に働いているだけなのかもしれません。

しかしながらホウレン草に多く含まれる事で有名な「シュウ酸カルシウム」の役目は正に昆虫類に食べられない様にするための防虫目的の毒成分です。元々の役目が毒なのですから、これを人間が食べ過ぎて病気(尿管結石)になってしまうのも納得です。また前段で述べた様にキャベツ等のアブラナ科の植物には有毒成分が含まれており、本来であればこれを食べる虫は居ないはずなのですが…誰もがご存知の様にキャベツと言えば青虫ことモンシロチョウの幼虫のエサと有名ですよね。しかし逆に言えばモンシロチョウの幼虫以外ではキャベツを食べてる芋虫を見かける事はとんとありません。つまりこれはキャベツの有毒成分はモンシロチョウ以外の虫には極めて有効に機能して食害を防いでいると言えます。

同じ様にアゲハチョウの幼虫の食草はミカンなどの柑橘類の葉だけで、アゲハチョウの幼虫はキャベツを食べることが出来ませんが、逆にモンシロチョウの幼虫はミカンの葉っぱを食べる事が出来ません。キャベツには「グルコシノレート」と呼ばれ俗称ではカラシ油成分とも呼ばれるアブラナ科植物が防虫目的で生成する一種の有毒成分が含まれており、このおかげでモンシロチョウ以外の虫に食害される事はほとんどありません。他のアブラナ科植物も同様です(ダイコン、白菜、ナズナなど)。同じ様にミカンの葉には柑橘類に特有の防虫成分が含まれており、そのおかげでアゲハチョウ以外の虫に食害される事はほとんどありません。

この不思議な関係性は視点を変えればあたかも、植物が特定の昆虫種を受粉の媒介者として選び彼らの生態習性に特化させる様に共進化して来た様に、チョウの方も特定の植物種のみを食物とする事を選びその植物固有の有毒成分のみを無害化する様に共進化したとも言えます。無論、食べられるだけの植物側からすれば何のメリットも無い様に思えますが…しかしながら有毒成分を生成するにも多大なコストが掛かっている事を忘れてはなりません。果てしない軍拡競争の如く、ただ闇雲に毒物の種類を増やして行こうにも生物の体内生成能力には限界があります。特定の1種か2種にだけ食害されるだけで、残りの他種に対しては全般的に効果が上がっているのであれば、一定量の食害は必要経費と割り切って損切してしまうのも生存戦略としては有りなのです。

また昆虫側からしてみれば特定の植物種のみに食料を依存し切るのは共倒れの可能性が常にあるため危険ですが、自然界でほぼ無限大の組み合わせ化学式を持つ様々な化学物質の全てに対して、無害化させるための消化酵素を体内で生成するコストは青天井となり現実的ではありません。そもそも昆虫類は体のサイズが非常に小さいため、人間の肝臓のような万能臓器を持つ事が困難です。このため特定の1つの化学物質に絞り込んで完全に無毒化を行う方がコスト的にも見合いますし、少なくともその植物群が繁栄している間は不自由しない訳です。

この不思議な共進化？は互いに求め合った訳では無いですが、期せずして互いに最小限のコストでやり過ごしたいという "負の共進化" とでも言うべき不思議な関係性が上手くバランスを取って釣り合っている状態なのだと思います。

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～とまあ以上、こんな感じでつらつらと思い付くままに書き綴ってしまいましたが…自分もそれほど植物には詳しくないので、また聞きの話とか多くて勘違いが多いかもしれません。これが質問者の知的好奇心を喚起し何かの助けとなれば幸いです。

お礼

4017Ｂ様、回答頂き、ありがとうございます。以前、柑橘類の件でもお世話になりました。
知らない話がいっぱいあって、読んでいて楽しい回答でした。化学は学んだけれど（ある程度忘れています）、生物学はそんなに学んでいないので。
他者が作った毒を貯蔵して活用するというのは良いですね。耐毒性と貯蔵器官を備える必要がありますが、生成しなくて良いので資源があまり要らなさそうです。
万能な毒も、万能な耐毒性も不可能で、適当なところでバランスをとっているのが生物の世界なのかなと感じました。

回答No.2

4017B

[回答.その1]

ツツジ科と一口に言ってもその下にはさらに20種以上の属に分かれており、その形態は多種多様ですが…仰る通りでそのほぼ全ての種に何らかの有毒成分が含まれています。

ただしこれらの有毒成分は必ずしも蜜に含まれてる訳では無く、種によって葉っぱや茎、或いは根などに有毒成分が含まれており。さらには『レンゲツツジ (Rhododendron japonicum)』にはその全木に毒性の強いグラヤノトキシンとロードヤポニンが含まれており、それと知らずに屋外でペットを散歩させる道中で愛らしい花姿に騙されてこのレンゲツツジを食べせてしまいペットがショック死する事件がたまに起きます(馬や牛は嗅覚？でこれを察知して避けるため、牧草地などではツツジだけが取り残されて茂っている事が多い)。

- ツツジ科植物のグラヤノトキシン成分による中毒 https://www.jstage.jst.go.jp/article/seikatsueisei1957/37/6/37_6_237/_pdf

またツツジ科植物の中でも特に有毒植物として有名な『アセビ (Pieris japonica)』は漢字では「馬酔木」とも書き、その名の通り馬がこれを食べると中毒症状を起こして、あたかも人間が酒に酔った時と同じ様に足元がおぼつかなくなりフラフラになってしまう事からこの名前が付きました。無論、これは馬がアルコール成分によって酩酊状態にある訳では無く、有毒成分のグラヤノトキシンによる神経障害を引き起こして軽い痙攣を起こしてる状態です。

先に牛馬はこれを察知して避けると述べましたが、これがまた種類や組み合わせによって複雑でして…レンゲツツジは避けるのにアセビは食べてしまい、また牛はアセビは食べないのにヤギは平気で食べてしまい中毒死してしまいます。奈良の春日大社は鹿が居る事で有名ですが、鹿は馬やヤギよりも野生の本能が働くのは決してアセビを食べる事はありません。従って偶蹄目と奇蹄目の違いという分けでも無さそうです。

恐らく神社などにアセビやキョウチクトウといった有毒性の樹木がよく植えられているのも、この野生動物に食べられない特性を利用した一種の害獣防壁の役目を期待しての事では無いかと思われます。あ、でも冷害などで山々の草木が枯れて食物が不足すると背に腹は代えられないのか、野生の鹿もアセビを食べる事があるそうです。

で、本題というか質問者疑問の「植物が持つ特定の動物群のみに有効な毒成分」の話ですが…

## 危険なキャベツ
アブラナ科植物に含まれる「S-メチルシステインスルホキシド」が食べられて消化される過程で分解生成させる「ジメチルジスルフィド」という化学物質が血液中の赤血球を酸化破壊して溶血性貧血を引き起こします。しかもこれは反芻によってさらに促進されるため、牛や羊などの反芻動物種にとっては重症化する場合があります。そうとは知らずに馬にキャベツを食べさせて溶血性貧血を発症した事例などが多数、報告されています。人間からするとケールやキャベツは青々として栄養満点で馬や牛の健康にも良さそうに思えますが、一部の動物に取っては危険な毒草となるのです。

因みに人間でも毎日、キャベツ丸1個くらいのペースで食べ続けると甲状腺に障害を引き起こす可能性が出て来ます。まあそんな食えないとは思いますが(笑)。他にもウサギやハムスターなんかでも、キャベツを食べさせ過ぎると良くないという話は聞きます。何事も過ぎたるは及ばざるが如しという事ですかね。

## 吸血鬼以外にも効果テキメン
いわゆるネギ類(ニラ、タマネギ、ニンニク等)。お口のニオイが気になるだけでは無く、ネギ類全般に含まれる「アリルプロピルジスルファイド」がやはり溶血性貧血の原因となり、犬猫を始めとして多くの動物を緩やかに死へ誘います。またこの物質は調理等による加熱処理を行っても分解されず有効成分が残るため、タマネギが使われた人間用の料理をペットなどに与えると症状が引き起こされます。よく「飼い猫にカレーを食わせるな」という理由がコレです。

またよく「スイセンをニラと間違え食べて食中毒」というニュースが報じられますが。こちらに含まれてる有毒成分は「リコリン、タゼチン、ガランタミン、シュウ酸カルシウム」等々と有毒成分のオンパレードで最早、法律で禁止しても良いくらいの毒草と言っても良いレベル。庭に植えた覚えの無いニラやネギが生えていたら御用心…！

これら植物以外にもカカオ豆が原料の「チョコレート」や「アボカド」なんかも人間以外の動物には危険な食物です。チョコはその中に含まれる「テオブロミン」が、アボカドは「ベルジン」が有毒成分として働き、消化不良や下痢による脱水症状、果ては過度の興奮による麻痺発作や癲癇発作を起こして死に至ります。と言うか人間だけが何でも食べる事が出来る底無しの雑食モンスターであって、普通の自然界の動物はせいぜい2～3種類の食物しか食べる事が出来ないのが普通なんです。人間はマジで異常な生物です。

## デンプンにご用心
ご飯やパンなどの米小麦粉が主原料の食物全般、或いはジャガイモの様ないわゆる主食作物に含まれる「デンプン」をそのまま食べて体内で問題無く消化吸収する事が出来る動物は人間くらいしかいなくて、他の多くの哺乳動物にとっては致命的毒物とまでは行かないまでも消化不良を引き起こす良くない食べ物の代表格です。え、マジで？！

ほぼ全ての生物が生命活動を維持して行く上で炭水化物を始めとした糖質カロリーが必須ですが、「デンプン=炭水化物」では無くあくまでも炭水化物カテゴリの一種に過ぎず、自然界ではむしろマイナーな栄養素なのです。とは言いつつも牛や馬の様な植物食性動物は草に含まれる炭水化物(デンプン)を消化吸収しないと生きて行けないので、そこであの有名な何度も食っちゃ寝、食っちゃ寝を繰り返す「反芻」を行う事で消化し難いデンプン質を細粒化し、さらに腸内細菌の助けを借りてグルコースなどの糖質に分解して貰って消化吸収しています。

これら植物食性や雑食性の動物に比べると純肉食傾向が強いイヌやネコは自力でデンプン質をほとんど消化出来ないため(消化酵素の量種類共に少ない)、ペットの飼い猫などにいわゆる「猫まんま」みたいな米飯主体の食事を与えるとすぐに下痢等の消化不良を起こして体調を崩し、最悪の場合は腸内で消化不良で溜まったデンプン質が体温発酵で腐って敗血症などを引き起こして死に至ります。また植物食性であるウサギやハムスターに毎日、パンとご飯だけを与え続けたら1週間しない内に同様に、腸内でデンプン質が発酵し腐って死に至ります。

この様に人間にとって美味しさの象徴でもあるデンプン質の食べ物が一部の動物に取っては "死の贈り物" ともなりかねない非常に危険な食物なのです…が、何と太古の昔に人間と共に共生関係を作る事に成功したイエイヌは、祖先のオオカミに比べて圧倒的にデンプン質の消化吸収能力が向上しており、十分な肉類が得られなくても人間の食べ残しやおこぼれの残飯に含まれるデンプン質の食べ物を主食として生き延びる事が出来る様に進化している事が分かっています(ただし仔犬時代は上手く消化出来ない)。

- 参考リンク https://www.nature.com/news/dog-s-dinner-was-key-to-domestication-1.12280

受粉を媒介する特定の昆虫種を生涯のパートナーと定めて花弁の形や開花時期を特化させ生存戦略を図る植物の様に、イエイヌもホモ.サピエンスを種全体の運命共同体と定めて、それまでの肉食中心の生活をパートナーである人間の雑食主体の食生活に合わせて消化器官を進化させた生存戦略だったのだと思われ、そしてそれは大成功していると言えるでしょう。よく「犬は人間の最初の友達」と言われますが、何時か訪れるであろう人間最後の日にあってもその傍らに居るのは恐らく "最後の犬" だろうと思います(ネコとはもう和解した)。

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>>>字数制限のため [回答.その2] へ続く...

回答No.1

Dr_Hyper

グラヤノトキシンかどうか確定されていないようですが，下記文献には細菌類やカビ等の増殖阻害にも効果があるとの記載があるようです。
形 井雅昭:ア セビの葉の有毒成分について,大阪工業大学紀要理工編,25,145-176(1981)
柴 田承 二,生 物活 性天然物質,医 薬出版,P158,(1978)

お礼

回答ありがとうございます。Dr.Hyperさんには以前にもお答え頂いた者です。アセビ、ハナヒリノキはツツジ科なのですね。これらは動物に食べられないための防衛のために毒を活用している気がします。山歩きしていたときに、アセビが多い地帯で、アセビ以外の木の幹の、鹿が食べたような痕をみて、アセビの毒の有効性を感じたのを思い出しました。

補足

紹介いただいた文献へのアクセス方法がわからなかったので、同文献を引用した、ツツジ科植物の成分グラヤノトキシンによる中毒の最近の話題という題目の文書を読みました。
加えて、狭義のツツジ、つまりツツジ属の花蜜中に含まれる毒GTX1についても知りたいです。派手な色彩と模様をもつ花びらでわざわざ誘導して、糖類を含む蜜を花粉の運び手に提供しつつも（つまり植物が多くのコストをかけている）、毒を入れているので、運び手を昆虫類か何かに限定したいんだろうと思います。