新しい研究により、刈りたての草から漂うあの馴染み深い「緑の香り」が、植物と昆虫の間の長い進化の戦いの産物であることが明らかになった。(2026年5月12日公開)

草を刈った時に放たれる、あの新鮮で鋭い香りは、しばしば安らぎや懐かしさと結びつけられるが、この感覚体験の背後には、洗練された生物学的シグナルが潜んでいる。グリーンリーフ揮発性物質(GLV)として知られるこれらの化合物は、植物が傷つけられたり、草食動物に襲われたり、環境ストレスにさらされたりした直後、数秒以内に放出される。

GLVは植物の防御において重要な役割を果たしている。病原菌を抑制し、近隣の植物に攻撃への備えを促すとともに、さらに植物を食害する草食動物の天敵を引き寄せる。この複雑な化学シグナル伝達システムは、植物の挙動がいかに複雑であるかを浮き彫りにしている。

この化学的コミュニケーションがどのように進化してきたのかが、台湾大学グローバル農業技術・ゲノム科学プログラムのリン・ユーシェン(Yu-Hsien Lin)助教が主導し、中興大学昆虫学科のタン・チンウェン(Ching-Wen Tan)助教を含む共同研究者らとともに行った新たな研究により明らかになった。

「本研究は、植物と昆虫の生理学、化学生態学、分子機能、および進化解析を結びつけ、植物と昆虫の共進化に関する新たな視点を提供するものです」と、リン・ユーシェン(Yu-Hsien Lin)助教は『Nature Ecology & Evolution』に掲載された本研究について述べている。

本研究の中心となるのは、植物と特定の昆虫(特に蛾や蝶などの鱗翅目)の両方に存在する「ヘキセナールイソメラーゼ(Hi)」と呼ばれる酵素である。

研究者らは、鱗翅類の唾液中のHi酵素が、傷つけられた植物から放出される初期のGLVの一つであるZ-3-ヘキセナールをE-2-ヘキセナールに変換し、それによって植物が放出する揮発性化合物の組成を変化させることを発見した。E-2-ヘキセナールの増加は、イモムシの天敵をより効果的に誘引する可能性があるため、この変換は、昆虫が摂食している間、植物の警報信号を効果的に増幅させることができる。

植物もまた、同様の反応を触媒する独自のHi酵素を保有している。しかし、植物と昆虫の酵素は全く異なるタンパク質ファミリーに由来しており、これらは異なる進化経路を通じて、独立して類似した機能を獲得したことを示している。

研究チームは34種の鱗翅目を分析し、昆虫のHiが主に比較的最近分化が進んだ系統に限定されていることを発見した。これは、この機能が鱗翅目の進化の初期段階では広く存在していなかったが、特定のグループで徐々に現れたことを示唆している。

本研究では種間で酵素活性に著しい変動もみられ、現在も進化による微調整が続いていることが示唆された。これらの酵素の機能についてさらに深く解明するため、研究者らはGoogle DeepMindが開発した人工知能システム「AlphaFold」を用いてタンパク質構造を予測した。機能解析と組み合わせることで、Hi活性の根底にある触媒メカニズムの解明に役立った。

植物側では、分子系統学的解析により、植物特有のHi酵素が被子植物の主要なグループである中被子植物に起源を持つことが示唆されている。その出現は、被子植物の多様化によってもたらされた生態学的変容と密接に関連しているようだ。

「今度、刈りたての草のあの馴染み深い香りに気づいたとき、それは単なる草の香りではなく、化学的なSOSシグナルであり、数百万年にわたって繰り広げられてきた植物と昆虫の軍拡競争の痕跡でもあるかもしれない、ということを思い出してみる価値があるでしょう」と、Yu-Hsien Lin(Yu-Hsien Lin)助教は述べている。