オスのランタンはどこにあるでしょう？

腹部の第6節と第7節の下

ホタル

Photinus pyralis

北米東部のホタル（Photinus pyralis）は、ロッキー山脈より東の北アメリカにすむ体のやわらかい甲虫で、この大陸でもっともよく知られたホタルのひとつです。英語では「common eastern firefly」や「big dipper firefly」と呼ばれます。初夏の夕方、オスは黄緑色の光を放ちながら、Jの字をえがくように上へ飛び上がり、メスは草むらから光で答えます。幼虫も光り、土の上や土の中で暮らしながらミミズを狩ります。

別名蛍, ほたる, Photinus pyralis

ホタルのわざ

J 光の軌跡の形
相手をさがすオスは、低く飛び、いったん下がってから急に上がりながら光ります。光が夕やみにJの字をえがきます。
- 下がって上がるときに光るのは、この種のトレードマークで、英語名「big dipper firefly」のもとになりました。
- 2018年のゲノム研究のためにホタルを集めた研究者たちは、「上がっていくJ」の光でオスを見分けました。
- 同じ野原にいるほかのホタルは、ちがう形やリズムで光るので、メスは種を見分けやすくなります。
出典 [2, 3, 10]
≈0.3秒 オスの光
オスは、約0.3秒の短い光を1回出し、見回りながら5〜10秒ごとにくりかえします。
- 北アメリカで記載された35種のPhotinusは、光の長さと間の長さの点滅パターンがそれぞれちがいます。
- 科学者は、一酸化窒素という気体が、ほんの一瞬、酸素を光の反応に届けることでランタンをつける助けをしていると考えています。そのスイッチの正確な仕組みは、まだ研究中です。
- にぎやかな晩には、たくさんのオスが同時に光って、野原がきらきらとまたたくこともあります。
光のコード 6.0秒でくり返し
点灯 300 ms · 消灯 5.7 s
光の会話のタイミング
オスの光≈0.3秒
メスが答えるまでの待ち時間2〜3秒
オスの光と光の間5〜10秒
野外での平均値です。タイミングは夜や場所によってかわります。
出典 [3, 10, 11, 12]
2〜3秒 返事のおくれ
草にとまったメスは、オスの光のほうへおなかをひねり、2〜3秒後に1回光って答えます。
- メスの返事とそのタイミングは種のコードの一部なので、オスはメスが北米東部のホタルだとわかります。
- オスはメスのほうへ飛んでいき、近づきながら光を交わします。
- メスはオスを選んでいて、Photinusではその選択に光の合図が大切です。
出典 [3, 4]
41% 光になる反応
ランタンの発光細胞は、ルシフェリン、ルシフェラーゼという酵素、ATP、酸素をまぜ合わせます。反応したルシフェリン分子の約41%が、光の粒を1つ出します。
- 古い本には、ホタルの光はほぼ100%の効率だと書かれています。1959年の測定では88%でしたが、2008年に注意深く測りなおすと約41%でした。
- それでも、研究室で使う光る薬品のルミノール（約0.012、つまり1.2%）よりずっと効率的です。
- 酸素は、細い空気の管がぎっしり集まったブラシのようなものを通って、発光細胞に届きます。
反応1回あたりの光（量子収率）
ホタル（2008年の測定）41%
ホタル（1959年の古い値）88%
ルミノール（研究室の発光薬品）1.2%
反応した分子のうち、光子を1つ出す分子の割合です。
出典 [3, 7, 9, 13]
2つの点 幼虫の光議論中
幼虫は、しっぽの近くにある2つの小さな点から光ります。光は点滅せず、ゆっくり強くなったり弱くなったりします。
- 幼虫の光は、おもに「まずいよ」と捕食者に知らせる警告だと科学者は考えています。
- 2024年の研究では、苦いルシブファギンはホタルの光よりあとに進化したことがわかりました。光は、最初から警告だったわけではないのかもしれません。
- 幼虫の光はさなぎになっても働きつづけ、成虫が出てきたあとも数日は光ります。
出典 [3, 7, 14]
成虫＋幼虫 苦いステロイドをもつ
北米東部のホタルは、血の中にルシブファギンという苦いステロイドをもっていて、捕食者を遠ざけます。
- ルシブファギンは、成虫の血から大量に見つかり、幼虫からも見つかりました。
- えさやり実験では、ツグミの仲間がほかの2種のPhotinusを食べず、その理由の少なくとも一部はルシブファギンでした。
- この物質は、動物の細胞の大切なポンプのはたらきをじゃまします。ホタルは、そのポンプの抵抗力のあるタイプに進化したので、自分の防御物質で中毒することはありません。
出典 [3, 15, 16]
ミミズ 幼虫のおもなえもの
幼虫は土の上や土の中で暮らし、ミミズを食べることに特化しているようです。
- ホタルの幼虫のあごには毒があり、ミミズ、カタツムリ、ナメクジのような体のやわらかいえものをおさえこみます。
- 研究室では、科学者がこの種をミミズの切れ端で育てました。
- 幼虫は地中で暮らしていて、野外ではとても見つけにくいです。
出典 [1, 3]
≈30〜50 メス1ぴきのたまご
交尾のあと、メスは数日かけて、コケの上や湿った土に約30〜50個のたまごを産みます。
- 交尾したメスは精子をたくわえ、数日かけてたまごを産みます。
- ホタルのなかには、2つめのルシフェラーゼ遺伝子のはたらきで、たまごまでかすかに光る種もいます。
- かえった幼虫は、一生のほとんどを土の中で過ごします。
出典 [3]

モデルの点か、下のリストの部位をタップしてね。

黒い点1つ ピンクの盾の上に
- 前胸背板（ぜんきょうはいばん）という盾のような板が頭を上からおおっているので、上から見ると頭はほとんど見えません。
- この種では、盾は淡い黄色で、まん中に黒い点があり、そのまわりをピンクか赤の輪がかこんでいます。
- つかまえると、盾や前ばねのふちから苦い液がにじみ出ると報告されています。
出典 [1, 2]
2〜3秒 メスは待ってから答える
- 求愛は目で見る会話です。オスが光ると、それを見たメスが2〜3秒おくれて答えます。
- 北米東部のホタルは、空にまだ少し光が残る夕暮れどきに活動します。
- Photinusのように光るホタルでは、メスはオスの光の合図を見て相手を選びます。
出典 [3, 4, 5]
- 光るホタルは、相手を見つけるのににおいを使わないと、長いあいだ考えられてきました。
- この種についての2025年の研究で、触角からにおいの受容体の遺伝子が見つかり、そのいくつかはオスとメスのどちらか一方でより活発に働いていました。
- つまり、北米東部のホタルにとっても、においが大切かもしれないということです。ただ、何のにおいをかいでいるのかは、まだわかっていません。
出典 [6]
ふつうなし 成虫の食事
- 北米東部のホタルの成虫は、ふつう何も食べないと考えられています。
- それでも、オスもメスもシリアトウワタの花のみつをなめているところが見られています。
- 成虫が2〜3週間のあいだ飛んで光るためのエネルギーの多くは、幼虫のときにたくわえたものです。
出典 [2, 3]
- ホタルはハエではなく、ホタル科（Lampyridae）の甲虫です。
- ほかの甲虫と同じように、飛ぶための羽をおおう、かたくなった前の羽（鞘翅＝さやばね）があります。ホタルでは、この前ばねはやわらかく、少し革のような感じです。
- この種では、前ばねは黒か茶色で、ふちが淡い黄色です。
出典 [1, 2, 3]
J 光の軌跡の形
- うすい飛ぶための羽は、着地すると前ばねの下にたたまれます。
- オスは地面の近くを低く飛んで見回ります。
- オスは下がってから上がるときに光り、Jの字の光をえがきます。英語名の「big dipper firefly」はここからきています。
出典 [2, 3]
2つの節 オスの発光器
- 光を出す発光器（ランタン）は、おなかの下側にあります。
- オスでは、腹部の第6節と第7節の下側いっぱいに広がっています。メスでは、第6節だけにある小さな点です。
- 光は黄緑色です。正確な色合いは集団によってちがい、ランタンの中の色素が色の調整を助けているのかもしれません。
出典 [3, 7, 8]
41% の反応が光になる
- ランタンは、光をつくる発光細胞（フォトサイト）でぎっしりです。
- 細胞の中では、ルシフェラーゼという酵素が、ATP（細胞の燃料）、マグネシウム、酸素を使ってルシフェリンを変化させ、その反応で光が出ます。
- 酸素は、いちばん足りなくなりがちな材料です。ランタンには細い空気の管が「気管のブラシ」のように枝分かれしていて、酸素を運びこみます。
出典 [3, 7, 9]
- ほかの昆虫と同じく、ホタルにも6本のあしがあります。
- メスは求愛のあいだ、草やほかの植物にとまっています。
- オスの光を見ると、メスはおなかをそちらにひねって、1回だけ光って答えます。
出典 [3]

本物の北米東部のホタル

写真はウィキメディア・コモンズのものです。いくつかは3Dモデルの色をかえられます。

植物の上で休む北米東部のホタル写真： Melissa McMasters, CC BY 2.0
オス大きなランタン：腹部の第6節と第7節の下側ぜんぶが光ります。夕方に低く飛び、上がっていくJの字で光ります。さがす役：5〜10秒ごとに光ります飛びながら、ランタンが光っています. 写真： Terry Priest, CC BY-SA 4.0
ロッククリーク公園、ワシントンD.C.写真： Katja Schulz, CC BY 2.0
ロッククリーク公園、ワシントンD.C.写真： Katja Schulz, CC BY 2.0
マウントプレザント、ワシントンD.C.写真： Katja Schulz, CC BY 2.0
6月にバージニア州で撮影写真： Celari817, CC BY 4.0
北米東部のホタル、アメリカ東部写真： Terry Priest, CC BY-SA 3.0
Photuris属のホタル（そっくりな種）ホタルの別の属で、「ファム・ファタール」（だまして誘う危険な女性）ホタルと呼ばれます。メスがPhotinusのメスの返事の光をまねて、オスをおびきよせます。Photinusのオスをつかまえ、その苦い防御物質をうばいますPhoturis属のホタル、ロワースワニー国立野生生物保護区（フロリダ州）. 写真： Geoff Gallice, CC BY 2.0
Photuris属のホタル（そっくりな種）ホタルの別の属で、「ファム・ファタール」（だまして誘う危険な女性）ホタルと呼ばれます。メスがPhotinusのメスの返事の光をまねて、オスをおびきよせます。Photinusのオスをつかまえ、その苦い防御物質をうばいますPhoturis属のホタル、グレートスモーキー山脈国立公園. 写真： Kristof Zyskowski & Yulia Bereshpolova, CC BY 2.0

数字で見るホタル

科学者が野外と研究室で測った数字を、思いうかべやすい比べものといっしょに紹介します。

長さ: 9〜19 mm; 成虫で報告されている範囲⁠[2, 1]
オスの光: ≈0.3秒; 見回りの1回の光⁠[3]
光と光の間: 5〜10秒; 見回り中のオスが光をくりかえす間隔⁠[3]
メスの返事: 2〜3秒; オスの光からのおくれ⁠[3]
成虫の寿命: 2〜3週間; 飛んで光る成虫として⁠[3]
幼虫の期間: 最長2年; さなぎになるまで（報告による）⁠[2]
たまご: ≈30〜50個; コケや湿った土に産む⁠[3]
反応1回あたりの光: 41%; 反応したルシフェリン分子のうち光子を出す割合（2008年）⁠[13, 9]; 2008年の測定41 %1959年の古い値88 %
ホタルの種数: ≈2,000; 世界全体。北アメリカで記載されたPhotinusは35種⁠[19, 10]
ゲノム: 4億4880万; 染色体に対応づけられたDNAの文字数（2018年の解読結果の95%）⁠[3]

ホタルのウソとホント

それぞれの説明について「ウソ」か「ホント」かをタップして、答えをたしかめましょう。

8問中0問回答

「ホタルはハエの仲間です。」
「ホタルの光は、ほぼ100%の効率です。」
「ホタルの赤ちゃんも光ります。」
「ほかのホタルを食べるホタルがいます。」
「成虫のホタルはたくさん食べる必要があります。」
「すべてのホタルがいっせいに光ります。」
「鳥はホタルをおいしいと思います。」
「庭の明るい電灯は、ホタルが相手を見つけるのをじゃまします。」

北米東部のホタルは光でどう話すか

ホタルの求愛は、光でするすばやい会話です。種ごとに、光の長さ、間、形の決まりがあります。

≈0.3秒
オスの光
見回るオスは、約0.3秒の短い光を1回出します。⁠[3]
5〜10秒
間隔
草の上を低く飛びながら、5〜10秒ごとにくりかえします。⁠[3]
J
形
下がって上がりながら光るので、光がJの字をえがきます。⁠[3, 2]
2〜3秒
メスのおくれ
メスは2〜3秒後に1回光って答えます。このおくれで、オスはメスが同じ種だとわかります。⁠[3]
35
Photinusのコード
北アメリカには記載されたPhotinusが35種いて、それぞれ単純な点滅の合図をもっています。⁠[10]
82%
そろうと有利
同期して光るホタルでは、メスはタイミングがそろった光の82%に答えましたが、タイミングがずれた光にはわずか3%しか答えませんでした。⁠[20]

Photuris属の「ファム・ファタール」のメスは、Photinusのメスの返事をまねできるので、オスにとって返事があっても安全とはかぎりません。

ホタルの記録

最高記録やすごい数字を、それぞれ出典で確かめています。

研究室の発光より、反応1回あたりの光が多い
41%対1.2%
ホタルの発光反応
反応1回あたりの光で、ルミノールの約34倍⁠[9, 13]
ホタルの遺伝子で光る植物
1986年
北米東部のホタルのルシフェラーゼ
その遺伝子をもつタバコの植物は、ルシフェリンをあたえると光りました⁠[21]
ゲノム解読のパイオニア
2018年
北米東部のホタル
日本のホタルと光るコメツキムシといっしょに、ゲノムが解読されました⁠[3]
大昔からの仲間
1億年以上
ホタル
ホタルの2つの大きな系統が分かれてから⁠[3]
一瞬のチームワーク
ミリ秒
同期して光るホタル（Photinus carolinus）
オスは1000分の1秒の単位でタイミングをそろえて光ります⁠[20]
ホタルのファン
年間100万人以上
ホタル観光
少なくとも12か国のホタルの名所を訪れる人⁠[22]

北米東部のホタルの一生

ホタルは、一生のほとんどを地中で過ごします。光る成虫でいられるのは、ほんの数週間です。

初夏
土の中のたまご
交尾したメスは、数日かけて、コケの上や湿った土に約30〜50個のたまごを産みます。⁠[3]
ふ化
光る幼虫
羽のない幼虫には、しっぽの近くに2つの小さな光があり、やわらかく光ります。⁠[7]
最長2年
地下のハンター
幼虫は土の上や土の中で暮らし、おもにミミズを食べます。さなぎになるまでに最長2年かかることもあります。⁠[3, 2]
さなぎ
2組の光
さなぎでは幼虫の光がまだ光っていて、のちに成虫の新しいランタンもいっしょにはたらきはじめます。⁠[7]
春〜夏
成虫の登場
成虫は春から夏に出てきて、夕暮れどきにいちばん見つけやすくなります。⁠[1, 2]
夕暮れ
光と返事
オスはJの字の光で見回り、メスは2〜3秒後に草むらから答えます。⁠[3]
2〜3週間
光が消える
成虫は2〜3週間ほどしか生きず、おもに幼虫のときにたくわえたエネルギーで過ごします。⁠[3]

北米東部のホタル・同期して光るホタル・Photurisをくらべる

北アメリカの3種のホタル。光の使い方は、3つとも大きくちがいます。

北米東部のホタル（Photinus pyralis）、同期して光るホタル（Photinus carolinus）、Photuris属のホタルの比較
	北米東部のホタル	同期して光るホタル	Photuris属のホタル
学名⁠[23, 20, 17]	Photinus pyralis	Photinus carolinus	Photuris（多くの種をふくむ属）
有名な点⁠[3, 20, 17]	Jの字をえがく「big dipper」の光	オスがいっせいにタイミングをそろえて光る	ファム・ファタールのわざ
オスの光り方⁠[3, 20]	≈0.3秒の光を5〜10秒ごとに、自分のリズムで	ほかのオスと、ミリ秒単位でそろう	種によってちがう
いちばん活発な時間⁠[5, 24]	夕暮れどき	5月下旬〜6月の夜のショー（グレートスモーキー山脈）	日が暮れたあと（例：Photuris versicolor）
成虫のメスはほかのホタルを食べる？⁠[18, 17]	いいえ：えものになる側	いいえ：えものになる側	はい：Photinusのオスをつかまえる
苦いルシブファギン⁠[3, 18, 16]	自分でつくる	Photinus属のホタルは自分でつくる	つくれないので、えものからうばう
IUCNレッドリスト⁠[25]	軽度懸念	軽度懸念	種による：ベサニービーチのホタルは近絶滅（CR）

同期して光るホタルの光はグレートスモーキー山脈国立公園で有名で、公園はホタルを守るため、観賞できる夜を抽選にしています。

北米東部のホタルは絶滅の危機にある？

いいえ。このホタルは軽度懸念とされていて、芝生や野原ではいまもよく見られます。でも、北アメリカのホタルのなかには本当に困っている種もあり、光害はふつうの種にも影響します。

IUCNレッドリスト

低懸念 (LC)

ロッキー山脈より東に広く分布し、野原、草地、郊外の芝生、森のへり、都市にもいます。⁠[25, 23, 26, 3, 2]

IUCNレッドリスト、2021年3月

脅威

光害交尾が減る
夜の明るい光は、ホタルの光をかき消します。実験では、照明を足すとこの種の求愛と交尾の成功が減り、夜に活動する別のホタルでは光る回数が約70%減りました。⁠[5, 27, 28]
すみかの消失トップ3
世界各地の専門家へのアンケートでは、すみかの消失、光害、農薬の使用が、ホタルにとってもっとも深刻な脅威にあげられました。⁠[19, 29]
農薬
農薬の使いすぎは、近年のホタルの減少に結びついている主な脅威のひとつです。⁠[19, 29]
気候変動干ばつ、海面上昇
干ばつと海面の上昇が、北アメリカのホタルのすみかの一部をおびやかしています。⁠[26, 29]

助けになっていること

電気を消す
屋外の照明を消したり、暗くしたり、向きを調整したりすると、ホタルやほかの夜の昆虫への影響が減ります。⁠[27, 5]
赤い光だけ
ホタルを見るときは、懐中電灯を赤いフィルムでおおい、歩くときだけつけ、地面に向けて、目的地に着いたら消しましょう。⁠[24]
見るだけ、とらない
公園は、ホタルの光のショーを守るために訪れる人の数を制限しています。ホタルは、いるところで楽しみましょう。⁠[24, 22]
レッドリストの調査132種
科学者は北アメリカのホタル132種を評価しました。少なくとも18種（14%）が絶滅のおそれがあり、半数近くはデータが足りません。⁠[26, 30]

それぞれ状況がちがうホタル

ベサニービーチのホタル（Photuris bethaniensis）深刻な危機
近絶滅。⁠[25]
南西部の春のホタル（Bicellonycha wickershamorum）危急
危急。⁠[25]
同期して光るホタル（Photinus carolinus）低懸念
軽度懸念ですが、その有名な光のショーには大勢の人が集まるため、観賞は抽選で管理されています。⁠[25, 24]