ホタルの生態，および人工光の影響に関する調査

1. はじめに

ディジタルカメラ，携帯電話やスマートフォンの普及に伴い，誰もが気楽にいつでも写真撮影や動画の撮影を楽しめる様になった．殆どの携帯電話やPHS，スマートフォンにはカメラ機能が内蔵されており，図1-1の普及率から日本の殆どの世帯で保有されていることが推測される．

図1-1. 情報通信端末の世帯保有率の推移[1]

※1  「携帯電話・PHS」には、平成21年末から平成24年末までは携帯情報端末（PDA）も含めて調査し、平成22年末以降はスマートフォンを内数として含む。なお、スマートフォンを除いた場合の保有率は68.6％である。
※2 「スマートフォン」は「携帯電話・PHS」の再掲である。

　またディジタルカメラの普及率は図1-2のとおりであり，普及率だけで見れば3人に2人は何らかのディジタルカメラを持っていることになる．なお，図1-2の保有世帯あたり平均保有台数は2016年3月末時点の二人以上世帯のデータであり，2004年まではカメラ機能付き携帯電話を含んだ数字となっている．つまり2005年からカメラ機能付き携帯電話を集計から外したため，普及率や平均保有率に落ち込みが見られる．

図1-2. ディジタルカメラ普及率と保有世帯あたり平均保有台数[2]

　この様な背景から，ホタルをただ鑑賞するだけでなく撮影し記録しておこうというケースも当然多くなる．昨今，撮影マナーの悪さが取り沙汰されているが，カメラの普及率の増加で誰もが手軽に撮影できる環境を得られるようになったことが一因と考えられる．本論は，ディジタルカメラの普及と撮影マナーの悪さ[3]について論じるものではないため別の機会に譲りたい．本論では，2章でホタルの種別や生態などについて簡単に紹介する．3章では人工照明のホタルの影響について調査した研究について紹介する．4章で青色光に関する研究成果について，5章で国や自治体の取り組みについて簡単に紹介し，ホタルと人工照明との関係を明らかにすることを試みる．

2. ホタルの生態

ホタルは図2-1のとおり，卵→幼虫→サナギ→成虫までがおよそ12ヶ月である．つまり1年で寿命を終える完全変態の昆虫である[4]．世界に約2,700種で，日本に生息している種類は49種5亜種である[5]．ホタルの幼虫は全て発光するが，成虫になると発光しないものも少なくなく，日本では14種類程度と言われている[6]．昆虫は「匹」と数えるが，ホタルは「頭」と数える．これは，希少価値のある場合に「頭」と数えることに由来する．基本的にメスよりもオスが体が大きく，メスの発光器は1つで葉に止まって発行するのに対し，オスの発光器は2つで飛びながら明滅する．ホタルには陸生と水生とがあり，日本のホタルの多くは陸生で一生を通じて陸地で生活する．幼虫が水中で過ごすホタルはゲンジボタル，ヘイケボタル，クメジマボタルの3種類で，半水生はスジグロボタルのみである[7]．日本で代表的な水生ホタルであるゲンジボタルやヘイケボタルの一生は，概ね図2-1の様になる．図2-1から幼虫を放流するのは，成虫が光りだす頃から逆算しサナギになる50日よりも前の3月～5月上旬頃になる．この頃の生息地には，保存会などが幼虫を放流しているかもしれないので，幼虫や餌となるカワニナを捕らないよう注意が必要である．
　本論では，代表的なゲンジボタル，ヘイケボタル，ヒメボタルについて紹介する．

図2-1. (水生) ホタルの一生[4]

2.1. ゲンジボタルとヘイケボタル，ヒメボタル

(1) ゲンジボタル

ゲンジボタルは，体長12～18cmと日本最大のホタルで日本固有種である．光も強く美しいため，撮影の対象になりやすい．本州，四国，九州，そして本土から持ち込まれた北海道と，国内に幅広く分布している[8],[9]．

図2-2. ゲンジボタルの幼虫(左)，サナギ(中)，成虫(右)[8]

発光間隔には，西型の2秒，東型の4秒，中間型の3秒が存在していることが知られている (図2-3)[8],[10]．

図2-3. ゲンジボタル発光パターンとミトコンドリアDNAのハプロタイプの地理的分布[10]

 ●は西日本型 (2秒型)，○は東日本型 (4秒型)

　ゲンジボタルの特徴として，東日本では直線的に飛ぶ傾向がある．一方，九州ではオスが飛翔発光をするが，集団で一斉に明滅する集団同時明滅が起き，地域により全く異なる．このため，明滅感覚が短く集団同時明滅が起きる西日本の方がゲンジボタルの撮影には向いているといえるかもしれない．
　すると直ぐに考えるのが，西日本のゲンジボタルを東日本に持ち込もうとすることである．しかし，これは絶対にしてはいけない行為である．ゲンジボタルには，長らく地域の生息環境に適応した生態的特徴があり，形態的相違も見られ地域固有性がある．このため，遺伝子の異なる他地域のメスを種ボタルとして持ちこむと，DNAは母性遺伝をして他地域の遺伝子が急速に広まる可能性がある．つまり「遺伝学的汚染」「遺伝子撹乱」が生じ，地域固有の生態的・形態的な特性が失われることになりかねないのである．以上から，これは絶亭にしてはいけないことである．ホタルだけでなく，餌となるカワニナについても外来種の侵入が生態系に大きな影響を与え問題となっている[10]．

(2) ヘイケボタル

ヘイケボタルは，体長5～7cmと小型で前胸の黒斑が「1の字」と目印となっている．北海道，本州，四国，九州，そして千島列島，シベリア地方，朝鮮半島，中国・東北郡と広く分布している[8],[9]．湿地，流水に適応し，水田の拡大と共に生息域を拡大した．しかし農薬や土地開発で生息域を狭め，現在ではゲンジボタルよりも危機的状況になっており絶滅の危険性が高い．

図2-4. ヘイケボタルの幼虫(左)，サナギ(中)，成虫(右)[8]

(3) ヒメボタル

ヒメボタルは，体長6～7cmと小型で北海道，本州，四国，九州，そして屋久島に分布している[8]．標高1,700m程度の高地から街中に生息し，中部地方では市街地の緑地でも見られる．名古屋城外堀のヒメボタルは，都会のホタルとして有名である．ゲンジボタルやヘイケボタルの様な中央の黒筋はなく頭部と羽は黒く前胸は赤い．メスは，後翅が退化し飛べない．ゲンジボタルと同時期に発光するが，7～10日ほどで20:00頃から1～2時間活動する地域もあれば，深夜に活動する地域もある．黄金のフラッシュ発光は，宝石を散りばめた様で美しい．ただし陸生のため，森の中のため観察や撮影の際は熊や猪などの野生動物に注意が必要である．デリケートなホタルのため，オートフォーカス用やモニターの光も厳禁で，虫除けスプレーや蚊取り線香は使わず音にも注意が必要である．光が弱く撮影の際は明るいレンズで開放にし，広角で撮影すれば宝石箱の様な作品が撮れるだろう．ただし保護のため撮影を禁止しているところもあるので，その場合は撮影を諦めることもカメラマンとしてのマナーである．

図2-5. ヒメボタルの幼虫(左)，サナギ(中)，成虫(右)^[8]

3. ホタルと人工照明

1995年7月8日付 朝日新聞に「ゲンジボタル守れ 保護研究会が訴え」という記事が掲載された．これは1994年に県営愛鷹運動公園にある”県営あしたか球場”のナイター照明が設置され，ゲンジボタルの生息地である葛原沢川に差し込むことでホタルの生態に影響が出ている，という記事である．差し込む光のためにホタルが光らなくなってしまったため，集まった人が人垣を作って影を作るといった対策をしたそうである[11]．
　この様に、夜間の生活や防犯のために必要な人工照明は，ホタルの生態にとって影響を与えていると考えられ，実験や調査研究がされている．本論では，幾つかの研究結果を紹介し，ホタルと人工照明との関係について述べ，ホタル撮影においてライトやフラッシュが撮影者へ迷惑がかかるからではなく，ホタルの生態に影響があるから控えなければいけないことを明らかにする．
　大竹のアンケート調査[11]では，図3-1の様に照明の影響は大きく，1/3が「かなり影響がある」と回答している．悩みの意見に対する自由回答では，「街灯のある所のホタルが激減し始めた」「道路ができてからホタルが高く飛ばなくなった」「ゴルフ場の照明がホタルの生息地全体を照らして影響がではじめた」「橋に設置された照明灯のためホタルの飛翔状況に影響がではじめた」といった回答が得られている．文献[11]には「”踏みつけられている者の痛みは，踏みつけている者にはわからない”ことを，ホタルを通して送られている神の警鐘メッセージと思えた」とあり，ホタルの減少に対して，もっと気をつけるべきではないだろうか．

　図3-1. 照明の影響 (n=66)[11]

　大木らは，前述の”県営あしたか球場”の照明の明るさについて調査[12]し報告している．文献[12]によれば，ホタルの飛翔が確認できた照度は1 lx (ルクス: Lux) 未満で，0.8 lxと0.5 lxであった．ホタルは満月下では殆ど活動しないと言われているが，満月での明るさは0.5～1.0 lxだったと報告している．ここで1 lxとは1平方メートルの面を1ルーメン (lm: Lumen) の光束で一様に照らした時の照度を表す単位で，月明かりは0.5～1.0 lx，20cm離れたロウソクの明かりが10～15 lx，30cm離れたライターの明かりが15 lxである[13]．
　大竹らは，ホタルにとって優しい照明を見つけることを目的に実験を行った[14]．実験は，100V，300Wハロゲンランプ，3Aのスライド映写機を光源とし，ゲンジボタルの成虫 (雌1頭，雄4頭) を観察箱に入れ，明滅を観察した．スライド映写機の35mm版マウントに表3-1のカットシートを入れ，光源と観察箱との距離を5mにして明滅状況を観察した．表3-1に示すとおり，赤色・桃色・橙色の赤色系の場合，ホタルの明滅行動に影響を与えないという結果が得られている．一方で，青色や水色の青色系の場合は，照度が低くてもホタルの明滅行動に影響を与える結果が得られている．また本論では詳細は割愛するが，明滅を停止した際に照射を停止しても直ぐに明滅を再開するわけではなく、しばらくしてから明滅し歩きまわったり飛翔したりしている．即ち，明滅停止後に活動を再開するのに時間を要している結果となっている．

　表3-1. 大竹らの実験結果[13]

小林らは，照明光の明るさ，光色とホタルの発光との関係について実験している[15]．実験は，ヘイケボタル50匹以上を自然環境に近い1.2m四方の実験ブースに放し，照射光の輝度と色を変化させてホタルの発行状況を観察調査した．光源は4種類の光色 (赤・橙・緑・青)と乳白色の半透明クラフトシートに，入射窓の輝度を0，10，25，50，100，150，200 (cd/m2)と変化させ，ブース内のホタルの発行状況を観察した．実験の結果を，図3-2に示す．

図3-2. 照度，光色とホタル発行数の関係[14]

図3-2の被照面照度とは実験ブースの底面 (地面) の水平面照度の測定値で，ホタルの発光数は水平面照度がゼロの時の発光数を100として求めたものである．図3-2から，被照面照度が増加するとホタル飛翔発行数は指数関数的に減少している．また減少の程度は，大竹らの実験と同様に赤・橙の赤色系と青・緑・白の青色系と2つのグループに傾向が大きく分かれている．1 lxでは赤色系が無点灯時から25%減少しているが，青色系では70%以上も急激に減少している．
　宮下はLED照明の色と照度と，ゲンジボタルおよびヘイケボタルの幼虫の行動に対する影響[16]，および産卵の影響[17]を調査している．文献[16]では，幼虫は0.1 lxであっても白・青・緑のLED照明の光を忌避する結果となった．黄色LED照明光では，ヘイケボタルの幼虫は5 lx以上，ゲンジボタルの幼虫は30～40 lx以上で忌避し，赤色LED照明光ではヘイケボタルの幼虫は40 lx以上，ゲンジボタルの幼虫は60 lx以上で忌避する結果となった．このことから，街灯や車，ハンディライトなどの明るさは，ホタルの幼虫の行動に影響を与えるという結果が得られている．
　文献[17]の実験の結果，図3-3の結果が得られた．実験は，白・青・緑・黄・赤の5色のLEDを用い，ゲンジボタルとヘイケボタルの雌雄を照明下で観察し，受精の有無と羽化した幼虫数を調査した．

図3-3. 受精卵を産んだ雌の割合 (a) ゲンジボタル[17]

図3-3. 受精卵を産んだ雌の割合 (b) ヘイケボタル[17]

実験の結果，図3-3(a)ゲンジボタルは黄の0.1 lx，および白・青・緑の20 lxでは受精卵は産まれず，ヘイケボタルは青の10 lxでは受精卵は産まれなかった．気をつけなればいけないのは，それ以外なら大丈夫かというと，ゲンジボタルでは0.1 lxであっても全色の照明下で産卵割合が70%未満になっている．ヘイケボタルは赤の10 lxで80%未満に下がり，他の色では30%未満となっている．また大木らの実験 (文献[14]) と異なり，高圧ナトリウムランプの道路照明と同じ黄LED照明は，ゲンジボタルの交尾行動を阻害する結果が得られている．
　前述したとおり，10 lxは20cm離れたロウソクの明かりよりも暗いのである．いかにホタルが人工照明に対して敏感であるかを証明した実験である．
　これらの実験から，ホタルは人工照明に対して敏感であり，たとえ赤色系であっても月明かり程度の明るさでなければ影響を与えてしまい，卵を産まなくなってしまうのである．2章で述べたとおり，ホタルの寿命は1年で，卵を産まなくなるということは子孫を残せず死滅を意味している．ホタルの鑑賞会など盛んに行われているが，携帯電話の画面の明かりなどを含めてライトで照らすことは互いに注意して，ホタルの保存に注意を払うべきである．

4. 青色人工照明と昆虫との関係

2014年12月に東北大学は同大学大学院農学研究科 堀雅敏准教授のグループが青色光を昆虫に当てると死ぬことを発見した，と発表した[22]．これまで波長が短い紫外線のUVやUVBは生物に強い毒性があることが知られていた．一方で波長が長い紫外線(UVA)や可視光が昆虫に対して致死効果があるとは考えられていなかった．しかし，ある種の昆虫では紫外線よりも青色光の方が強い殺虫効果があることが明らかになったのである．ヒトの目にも青色光が害を与えるとされているが，同じ様な仕組みで昆虫の細胞や組織が損傷し死亡するのではないかとされている．
図4-1は，ショウジョウバエのサナギにLED光の強さを直射日光に含まれる青色光の1/3程度で当てたところ，サナギは羽化せずに死んだ割合を示したものである．

図4-1. ショウジョウバエのサナギの死亡率[22]

推測される青色光の殺虫メカニズムを，図4-2に示す．殺虫効果は，ヒトの目に対する傷害メカニズムに似ていると推測されている．種により波長が異なるが，光が昆虫の内部組織に吸収されて活性酸素が生じ，細胞や組織が傷害を受け死亡すると考えられている．

図4-2. 青色光の殺虫メカニズム[22]

5. ホタル保護の動向

今や光害という言葉も一般的となり，国や自治体も動き始めている．古い情報であるが，以下に一部を示す．下記以外にも多くの自治体で光害防止条例の制定や宣言，取り組みがされており，今後広まっていくことを期待したい．

• 環境省

          - 1994年    光害に関する環境モニター・アンケート
          - 1995年    「国内の夜空の明るさ分布」
          - 1996～1998年    光害対策検討会設置
          - 1998    ガイドライン公開[18]

• 岡山県美星町

          - 1989年    光害防止条例を制定[19]

• 鳥取県鳥取市

          - ソラクライ プロジェクト[20]

• 長野

           - 公害防止について[21]

5. おわりに

本論では，ホタルの生態と人工照明との関係について既存研究を調査しまとめたものである．研究の結果，赤色系の人工照明に対してはホタルへの影響は少ない結果が得られている．しかし．それは照度 (光の強さ) が弱く，ロウソクの明るさよりも暗いのであれば影響は少ない．ホタル鑑賞会などで，ライトに赤いセロハンなどを貼り付けるよう指導している所もあるようだが，全く意味がない行為でホタルの産卵を妨げ絶滅へと向かっている行為である．
　ライトを点ける際は，手で覆うなどでして必要最低限のエリアだけを照らすようにしなければいけない．暗闇では足元がわからず転倒など怪我をしやすいので，ホタル観賞の際は十分な注意が必要である．夏の風物詩であるホタルと共生していけるよう，我々人間の意識と意識の向上に役立てば幸いである．

参考文献

[1] 総務省: 平成27年版情報通信白書, http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h27/html/nc111220.html.
[2] ガベージニュース: テレビやパソコンなどの普及率をグラフ化してみる(下)……乗用車やエアコン、デジカメなど(2016年)(最新), http://www.garbagenews.net/archives/2058711.html.
[3] 北海道美瑛の哲学の木が老齢のため倒れる危険があり倒されたことは記憶に新しい．倒されるきっかけとなったのは，最近増加した観光客やカメラマンが畑を荒らす，農具に勝手に触るなどのマナーの悪さが引き金になったと言われている．
[4] NPOホタルの会: 講演記録II ホタルのお話, http://www.npohotaru.com/csr/index.html, 2016-3-2.
[5] Kawashima, H Suzuki, M Sato: A check-list of Japanese fireflies (Coleoptera, Lampyridae and Rhagophthalmidae), Japanese Journal of Systematic Entomology, 2003.
[6] Tips Info: 日本のホタルの種類は？代表的３種の光り方の特徴, http://siritai-zatugaku.com/archives/333.html
[7] Yoshihito Furukawa: ホタルの種類と分類, ホタルのために、知識と感性と意識を, http://www.tokyo-hotaru.com/jiten/bunrui.html
[8] 陸生ホタル生態研究会: 日本産ホタル10種の生態, http://rikuseihotaru.jp/sub3.html.
[9] 朝倉川育水フォーラム: ホタルの雑学, http://asakuragawa.net/html/hotaru/index.html.
[10] 大場信義: 地域固有な自然観を育んできたホタルが棲めるようなサトチの保全と復元の意義.
[11] 大竹: 『ホタルと人工照明との相関関係』についてのアンケート報告, 全国ホタル研究会誌,vol.30,1995, http://www.geocities.jp/zenhoken/ZHJ_pdf21-30/ZHJ30_27-30.pdf.
[12] 大木,木内,田口,加藤,芹沢,大竹: ホタルと人工照明との相関関係について,全国ホタル研究会誌,vol.30,1995, http://www.geocities.jp/zenhoken/ZHJ_pdf21-30/ZHJ30_09-12.pdf.
[13] 大阪市立科学館: 照度と明るさの目安, http://photon.sci-museum.kita.osaka.jp/publish/text/koyomi/66.html.
[14] 大木,木内,田口,加藤,芹沢,大竹: ホタルと人工照明との相関関係についてII,全国ホタル研究会誌,vol.31,1998, http://www.geocities.jp/zenhoken/ZHJ_pdf31-40/ZHJ31_07-09.pdf
[15] 小林,嶋,中川,松井,岡崎: 照明光の明るさ，光色とホタルの発光の関係について,日本色彩学会誌,Vol.21,pp.38-39,1977.
[16] 宮下: ゲンジボタル・ヘイケボタル幼虫に対するLED照明の影響, 土木学会論文集G, Vol.65 No.1, pp.1-7, 2009-2.
[17] 宮下: ゲンジボタル・ヘイケボタルの産卵に対するLED照明の影響, 土木学会論文集G(環境), Vol.67 No.1, pp.21-29, 2011.
[18] 環境庁: 光害対策ガイドライン, https://www.env.go.jp/air/life/hikari_g_h18/full.pdf
[19] 美星町: 美星町光害防止条例, http://www.astrophotoclub.com/biseityou/biseityou.htm
[20] 鳥取市: ソラクライ プロジェクト, http://www.city.tottori.lg.jp/www/contents/1190699408431/
[21] 長野県: 光害防止について, http://www.pref.nagano.lg.jp/mizutaiki/kurashi/shizen/taiki/kogai.html
[22] 東北大学: 青色光を当てると昆虫が死ぬことを発見～新たな害虫防除技術の開発に期待～,2014-12-10, http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/12/press20141209-02.html.