ニュース :: 【研究発表】外来アリ类防除に広く利用できる植物由来で生分解性の駆除剤を开発

１.概要

　日本各地で問題となっている外来アリ類を防除するため、東京都立大学の江口克之准教授、寺山守客員研究員、沓掛丈（博士課程）、松本和也（当時学部4年生）、森林総合研究所の砂村栄力主任研究員、東京都八丈島八丈町の河野周平主任、株式会社アグリマートの寒川敏行技術グルーブリーダー補佐、白井英男執行役員技術グルーブリーダー、イカリ消毒株式会社の富岡康浩研究員は対象となるアリ種を効果的に集めるベイト剤（毒餌）の新規開発と、地元自治体が低予算で省力的に実施できる防除プログラムの開発を進めてきた。海外では高吸水性ポリマーに殺虫成分やショ糖からなる水溶液を含有させたゲル状の毒餌剤「ハイドロジェルベイト剤」が開発され、アルゼンチンアリなどの外来アリの防除に利用されている。甘い液体状のエサを好むアリに大変好まれ、かつ、市販ベイト剤のようにケース入りでなく地面に直接まけるという特長がある。我々研究グループはその手法を日本で初めて取り入れ、八丈島に定着した難防除外来種アシジロヒラフシアリ（図1）を対象として、地域住民参加型の広域的防除プログラムを開発し、顕著な防除効果を確認した経緯がある。
　今回新たに植物由来の微細繊維状セルロース（MFC）をゲル化剤として用いた新しいタイプの生分解性ハイドロジェルベイト剤を開発した。MFCはセルロースを化学的に処理した後に、物理的にほぐしたバイオ系新素材として注目されるセルロースナノファイバーの一種で、生分解性であるとともに、水分を保持する特性がある。開発した生分解性MFCハイドロジェルベイト剤は、以前の研究で実用化した合成樹脂製ハイドロジェルベイト剤と同程度に、アシジロヒラフシアリの働きアリ（図1）を非常に効果的に集め、駆除することが野外実験により示された（図2、3）。外来アリ類の防除は難しく、根絶や個体数抑制による被害軽減を目指すにしても長期的な取り組みが必要になるが、生分解性MFCハイドロジェルベイト剤は地面にまいた後、回収しなくても合成樹脂の環境への残留の心配がないため、持続可能な防除ツールとして活用が期待される。本研究成果は2024年12月10日にJournal of Applied Entomology誌でオンライン先行公開された。

２.ポイント

? 植物由来の新素材として注目されている「セルロースナノファイバー」が水分を保持する特性を利用して、液体状のエサを大変好む外来アリ類に適したゼリー状のベイト剤（毒餌）を新たに開発した。
? 生分解性のため地面にまいた後、回収しなくても環境への残留の心配がない上、外来アリ駆除効果は従来の合成樹脂製のものと同等であり、持続可能な防除ツールとして活用が期待される。

３.研究の背景

　近年、外来アリの発见や大量発生、害虫化が日本各地で问题になっている。特定外来生物ヒアリやコカミアリはまだ定着していないが、アルゼンチンアリとアシジロヒラフシアリが住宅地に定着して大きな家屋侵入被害が生じている。アシジロヒラフシアリ（学名：Technomyrmex brunneus）は东南アジアから东アジアに広く分布し、日本国内では南西诸岛などで知られていた。日本国内の分布は人為的な移入によるものとされる。本种は林の縁の比较的乾燥した环境に生息し、立木の腐朽部や枯れ枝、地上の比较的乾いた构造物の隙间などに多数の巣を作り、行列を作って行き来する。野外では採饵活动は主に植物上で行われ、アブラムシやカイガラムシの分泌する甘露、花や花外蜜腺から分泌される蜜などを好んで集める。
　2011年ごろから、日本国内の既知の定着地から远く离れた伊豆诸岛の八丈岛で、本种のスーパーコロニー（※1）が岛全体に広まり、住宅地に进出して家屋侵入被害が目立つようになった。これを受け、2020年から东京都立大学の江口克之准教授と寺山守客员研究员、森林総合研究所の砂村栄力主任研究员らは八丈町とアシジロヒラフシアリ防除のためのプロジェクトチームを立ち上げた。
　八丈岛では、暖かい时期の频繁な家屋侵入と、それによって引き起こされる屋内电気设备の故障が最も大きな问题となっているため、集落内での本种の个体密度を可能な限り低くすることが当面の目标である。一方で、八丈岛においてアシジロヒラフシアリが在来森林植生へ进出し始めていることが确认されており、固有种?亜种の昆虫类への悪影响も悬念される。本种は环境省の「生态系被害防止外来种リスト」の新规候补种にも挙がっており、生态系リスク、他の地域への拡大リスクを鑑みると、全岛的な根絶も视野に入れる必要がある。
　外来アリ类の防除においては、ベイト剤（毒饵）の设置が最も现実的な手段である。働きアリに好まれる喫食成分、遅効性の杀虫成分（饵を见つけた働きアリが巣仲间を动员する前に死んでしまわぬために、遅効性であるが强力な杀虫成分が必要）、それらを包含?担持する基材からなるベイト剤を设置し、働きアリに巣へと持ち帰らせ、巣ごと駆除するという手段である。しかし、アシジロヒラフシアリを含む一部のアリ种では、固形物の持ち帰りや、液体物を消化管の一部（そのう）に溜めて持ち帰り、口移しで巣仲间（幼虫や女王を含む）に与えるという方法での栄养の分配を行わないことがすでに知られているため、薬剤がコロニー内で水平伝搬することは期待できない（※2）。その场合、标的アリ种の働きアリをより一层効果的にベイト剤に集め、駆除することでコロニー全体を饿死させるという戦略を取ることになり、水平伝搬効果を前提とする市贩のベイト剤を上回る、标的アリにとって「魅力的な」ベイト剤の开発が、駆除戦略の成否の键を握ることになる。
我々は、饲育下や野外での実験を重ね、ポリアクリル酸ナトリウム系（础颁搁）の高吸水性ポリマーを基材とするハイドロジェルベイト剤を新规开発し、広域的な试験防除で高い効果を确认した（2022年6月24日プレスリリース「外来家屋害虫アシジロヒラフシアリに対するハイドロジェルベイト剤の新规开発と住民参加型防除プログラムの効果の评価について」）。
　一方で、アシジロヒラフシアリは定着から时间が経ち、高密度化するに従い、在来生态系へ进出することが知られており、八丈岛でもその予兆が捉えられている。ハイドロジェルベイト剤の设置を自然度の高い地域でも行うためには、低环境负荷の製剤レシピや设置方法の开発も必要である。
そこで、本研究では、株式会社アグリマート、イカリ消毒株式会社を共同研究チームに招き、彼らの専门的な技术を取り入れながら、生分解性ハイドロジェルベイト剤の新规开発に取り组んだ。

４.研究の详细

【惭贵颁ハイドロジェルベイト剤の作成】
　惭贵颁は原料となるセルロースを化学的に処理した后に、物理的にほぐすことによって製造するが、本研究では製造方法を変えて特性が异なる３种类の惭贵颁を使用した。罢贰惭笔翱酸化という化学的な処理を施し、その后强い物理的な力を加えてほぐしたもの（罢-惭贵颁(贬)）と、比较的軽微な力を加えてほぐしたもの（罢-惭贵颁(尝)）、これらとは异なるカルボキシルメチル化という化学的な処理を施した后に、强い力を加えてほぐしたもの（颁-惭贵颁）の3种类である。
【惭贵颁ハイドロジェルベイト剤の动员効果试験】
　初めに、殺虫成分としてピリプロール（0.001%）を配合した場合としない場合のMFC（T-MFC(L)）およびACRハイドロジェルベイト剤（喫食成分は20％ショ糖）、20％ショ糖を含ませた脱脂綿、水の合計６種類の餌に動員されるアシジロヒラフシアリの働きアリ数を測定した。その結果、MFCとACRで同等の動員効果（働きアリを集める効果）が見られた。またピリプロール0.001％濃度では働きアリに対する忌避効果（薬剤を避ける効果）は見られなかった。ついで、殺虫成分を配合しない場合での、３種類のMFC（T-MFC (H)、T-MFC (L)、C-MFC）、ACRハイドロジェルベイト剤（喫食成分は20％ショ糖）、20％ショ糖を含ませた脱脂綿、水の合計６種類の餌に動員されるアシジロヒラフシアリの働きアリ数を測定した。その結果、T-MFC (H)、T-MFC (L)そしてACRハイドロジェルベイト剤では、同等の動員効果が見られたが、C-MFCハイドロジェルベイト剤の動員効果はT-MFC (H)、T-MFC (L)ハイドロジェルベイト剤よりは低かった。つまり、MFCの物性によって動員効果が異なることがわかった。
【小规模防除试験】
　八丈町で现在は空き家となっている町営住宅の敷地内に３つの同等の広さの区域を设定し、Ａ区を罢-惭贵颁(尝)ハイドロジェルベイト剤処理区、Ｂ区を础颁搁ハイドロジェルベイト剤処理区、Ｃ区を无処理区（ハイドロジェルベイト剤を処理しない）として、７月21日、８月４日、８月22日の３回、Ａ区とＢ区には15驳/尘²の量のハイドロジェルベイト剤を设置した。そして、それらの设置日の直前と９月２日、９月21日に、薬剤を含まないハイドロジェルベイトを用いて、アシジロヒラフシアリの働きアリの个体数の测定（モニタリング）を行った。その结果、生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤処理区と従来の合成树脂製ハイドロジェルベイト剤処理区のいずれにおいても、无処理区と比较して、アシジロヒラフシアリの働きアリの个体数は90%以上も减少した。生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤と合成树脂製ハイドロジェルベイト剤の防除効果は同等であった。最后の処理から４週间后の９月21日においても、Ａ区とＢ区は无処理区に比べて个体数が顕着に少なかった。

５.研究の意义と波及効果

　本研究は、惭贵颁ハイドロジェルベイト剤を定期的に処理することで、个々の建筑物周辺の个体密度の回復を抑制できることを明らかにした。现在、八丈岛において全世帯の约６割が参加し、惭贵颁ハイドロジェルベイト剤を用いた居住地全域防除が行われている。従来の合成树脂製ハイドロジェルベイト剤を适用した场合、高吸水性ポリマーが土壌中に长期间残留する可能性がある。これに対し、新たに开発された生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤に用いられる基材である惭贵颁は、二酸化炭素、水、および微量の无机塩に比较的速やかに完全に分解される。その点で、环境负荷の比较的小さい防除手法と言える。
　アシジロヒラフシアリがかなり前に侵入定着した沖縄本島や奄美大島と同様に、八丈島においても、本種の在来の森林へ進出の兆候が見られる。本種の生態系リスクを考えると、そうした環境でのハイドロジェルベイト剤の設置も検討される段階にある。今回の研究により、ハイドロジェルベイト剤の基質を生分解性MFCに置き換えることができたことは大きな前進である。今後は、殺虫成分をハイドロジェルベイト剤に担持させる条件のもとで、在来生態系に影響を及ぼさない単位面積あたりの殺虫成分総量の見積り、在来の動物による誤食を低減する生分解性のベイト?ケースおよびその設置方法の開発なども必要となる。一方で、従来の合成樹脂製ハイドロジェルベイト剤による広域防除法であっても、実際に処理区に残される合成樹脂の量は極めて微量である。すでに公表している防除法では１世帯(100 m²を想定)に１回あたり1800 gのハイドロジェルベイトを15g程度に小分けして敷地内に設置することになっているが、合成樹脂の総量は9gに過ぎない。使用した合成樹脂は土壌含水量を調整するための土壌改良剤としても用いられており、毒性があるわけではない。合成樹脂製ハイドロジェルベイト剤はインターネットで入手できる材料で住民自ら容易に作成できるという点で、MFCハイドロジェルベイト剤よりも汎用性が高い。それに対してMFC基材の調製には特殊な攪拌装置が必要である。よって、状況に応じてACRハイドロジェルベイト剤とMFCハイドロジェルベイト剤を使い分けることが望ましい。
　世界自然遗产地域である小笠原诸岛父岛でも、生态系リスクの高いアシジロヒラフシアリの防除が検讨されている。环境负荷に関して特に敏感な地域であるため、惭贵颁ハイドロジェルベイト剤は注目されている。
合成树脂製ハイドロジェルベイト剤や惭贵颁ハイドロジェルベイト剤に、杀虫成分と共に性フェロモンや集合フェロモンを担持させることも可能である。杀虫成分やフェロモンが非水溶性の场合では、界面活性剤を用いて乳化させることが一般的であるが、惭贵颁を用いて物理的にエマルジョン化（微粒子状态で悬浊）させることにより、惭贵颁ハイドロジェルに混ぜ込むことができる。よって、惭贵颁ハイドロジェルベイト剤は、环境负荷の小さい基材としてアリ以外の害虫の防除にも利用可能な手法と言える。
　海外では、褐藻に由来する水溶性基材（アルギン酸）を用いた生分解性ハイドロジェルベイト剤が开発され、その有効性が确认されているが、製品化には至っていない状况である。しかし日本では、国内外で広く利用可能な生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤を开発でき、さらには製品化され、2024年度の八丈岛における全岛规模の防除事业でも用いられている。各世帯では、あらかじめベイト剤を充填して配布されたチューブから、适量（１箇所当たり大さじ1杯量程度）を绞り出して、庭や家屋の外壁周りなどに50箇所程度设置するだけであり、简便である。また、公园や空き地などの広い面积を省力的に処理するため、既存の肩掛け式液剤散布机を粘度のある生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤を排出できるように改良するなど、処理技术の开発を进めている（図4）。この防除方法は、八丈岛以外の自治体でもアルゼンチンアリ防除に用いられ始めている。

【用语解説】
※1 スーパーコロニー：アリ類は、コロニーと呼ばれる血縁集団（一般的には、１ないし複数の交尾済女王とその子からなる家族）で生活しており、同種であっても異なるコロニーは餌や営巣場所などの資源を巡って敵対性を示す。しかし、何らかの理由でコロニー間の敵対性が失われると、アリ道で接続された多数のコロニーの集合体が非常に広い面積を占有することがある。そうした集団構造をスーパーコロニーと呼ぶ。外来種アルゼンチンアリもスーパーコロニーを形成していることが知られている。
※2 アシジロヒラフシアリは、巣への固形物の持ち帰りや、餌の吐き戻し?口移しによる巣仲間への栄養の分配は行わない。その代わり、巣の外で餌を食べた働きアリは、「栄養卵」と呼ばれる栄養交換に特化した卵を自ら産み、それを巣仲間に与えることで、栄養を分配する。

【论文情报】

Terayama M, Kankawa T, Shirai H, Tomioka Y, Kohno S, Matsumoto K, Kutsukake J, Sunamura E, Eguchi K. 2024. Field Evaluations of a Novel Biodegradable Microfibrillated Cellulose Hydrogel Bait Targeting the Invasive White-Footed Ant, Technomyrmex brunneus. Journal of Applied Entomology. オンライン公開：

図1：アシジロヒラフシアリの働きアリ。

図2：生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤に群がるアシジロヒラフシアリの働きアリ。

図3：生分解性惭贵颁ハイドロジェルベイト剤処理区、础颁搁ハイドロジェルベイト剤処理区、无処理区における、処理前后のモニタリングで确认されたアシジロヒラフシアリの働きアリの平均个体数と标準偏差。図3-础：処理前のアシジロヒラフシアリ个体数；図3-叠：処理后のアシジロヒラフシアリ个体数。モニタリングは各区につき20地点で行われた。