捕食者的陷阱竟是「戀愛的氣味」~線蟲首度確認「空氣中飄散的性費洛蒙」~

概要

由明治大學農學部新屋良治教授、美國加州理工學院Paul W. Sternberg教授等組成的國際共同研究團隊，發現線蟲 Caenorhabditis remanei(註1)的雄蟲會釋放「在空氣中飄散的性費洛蒙」(註2),用以吸引雌蟲。 研究團隊所確認的化合物是methyl 3-methyl-2-butenoate(MMB)(註4)。C. remanei 的雄蟲會將MMB釋放到空氣中，雌蟲會被該氣味強烈吸引。本研究是首次在線蟲中確認揮發性性費洛蒙(註3)。 令人驚訝的是，這種MMB,先前已被發現是線蟲的捕食者真菌 Arthrobotrys oligospora(註5)為了吸引獵物而釋放的氣味物質。換句話說，在線蟲中首次發現的「戀愛氣味」,同時也是捕食者用來誘捕獵物的「陷阱氣味」。 過去曾指出MMB可能是模仿線蟲性費洛蒙的化學擬態物質(註6)。本研究證實MMB確實是源自線蟲雄蟲的性費洛蒙，並強烈支持了線蟲的捕食者真菌利用該氣味欺騙獵物的觀點。

本研究成果已於2026年7月1日刊載於Nature Portfolio旗下的國際學術期刊「Communications Biology」。

背景

生物透過氣味或費洛蒙等化學物質，傳遞關於食物、天敵、配偶等資訊。其中性費洛蒙是尋找異性的重要訊號，在昆蟲等生物中早已被廣泛研究。

線蟲是棲息於土壤、水中、植物體內、動物體內等地球上各種環境的小型動物。包括作為模式生物而聞名的 Caenorhabditis elegans 在內，線蟲也已知會透過費洛蒙進行溝通。然而，過去在線蟲中主要為人所知的性費洛蒙，是擴散於水中或培養液中的化合物。線蟲是否也像昆蟲一樣，存在透過空氣中飄散的氣味來尋找異性的機制，其化學實體一直不明。

另一方面，線蟲的捕食者真菌 Arthrobotrys oligospora 已知會釋放吸引線蟲的氣味。這種真菌會吸引線蟲，並利用特殊的捕獲器官來捕捉線蟲並吸收其養分。先前研究顯示，這種真菌釋放的MMB化合物，會強烈吸引 Caenorhabditis 屬線蟲的雌蟲及雌雄同體(註7)。

因此,MMB被認為可能是模仿線蟲性費洛蒙的化學擬態物質。然而，線蟲本身是否將MMB作為性費洛蒙使用，則不得而知。

研究成果

研究團隊此次著手確認線蟲雄蟲所釋放、用以吸引雌蟲的「空氣中飄散的性費洛蒙」。

結果發現，在雌雄異體的線蟲 C. remanei 的雄蟲中檢測到MMB。另一方面，在 C. remanei 的雌蟲、模式線蟲 C. elegans 的雄蟲或雌雄同體中，則未檢測到MMB。也就是說,MMB至少在 C. remanei 中，是雄蟲特異性釋放的氣味成分。

此外，透過使用合成的MMB研究線蟲的行為，發現 C. remanei 的雌蟲會強烈被MMB吸引。相對地,C. remanei 的雄蟲則不會被MMB吸引，在一定濃度下甚至有避開的傾向。

基於這些結果,MMB被證實是 C. remanei 雄蟲所釋放、用以吸引雌蟲的揮發性性費洛蒙。

特別重要的是，此次確認的MMB與線蟲捕食性真菌 A. oligospora 用來吸引獵物的氣味物質是相同的。在線蟲中首次發現的「戀愛氣味」,同時也是捕食者用來欺騙獵物的「陷阱氣味」。

本研究首次確認了線蟲的揮發性性費洛蒙，同時也顯示了捕食者利用了與獵物配偶行為相關的氣味。在自然界中，在我們看不見的地方，正上演著透過氣味進行的巧妙「欺騙戰」。

未來展望

本研究揭示了線蟲也存在利用空氣中飄散的性費洛蒙進行雌雄間溝通。未來若能進一步確認對農作物和樹木造成危害的植物寄生性線蟲的費洛蒙，將有助於人為操控線蟲行為，開發利用誘引、捕獲、交尾阻礙等的新型防治方法。

此外，透過比較不同物種的線蟲與線蟲捕食性真菌所釋放的氣味物質，可望揭示自然界中透過化學訊號進行的複雜生物間相互作用。特別是，捕食者模仿獵物的性費洛蒙來誘引的「化學擬態」或「欺騙戰」,將為理解看不見的土壤生態系提供新視角。

社會意義

在自然界中，生物們透過氣味和化學物質進行複雜的資訊交換。本研究顯示，線蟲在尋找配偶時使用的性費洛蒙，有可能被捕食者作為「陷阱」利用。

這表明化學訊號不僅是溝通手段，有時也能成為欺騙對方的武器。理解透過氣味進行的生物間相互作用，對於闡明生態系機制至關重要。

此外，許多線蟲對農作物和樹木會造成嚴重危害。理解控制線蟲行為的氣味和費洛蒙機制，未來可能につながる開發誘引、捕獲有害線蟲，或干擾其行為的新型防治技術。從這個觀點來看，研究團隊目前正積極尋找寄生性線蟲中類似的費洛蒙物質。

補充說明

註1)線蟲 屬於線形動物門的多細胞動物。體長多在1毫米左右，體型小巧，棲息於土壤、水中、植物體內、動物體內等各種環境。被認為是地球上數量最多的動物群之一。

註2)性費洛蒙 指能引起同種異性之間，與繁殖相關的行為(如吸引、交尾行為)的化學物質。

註3)揮發性性費洛蒙 指揮發到空氣中，並被遠處的個體感知為氣味的性費洛蒙。與水溶性費洛蒙不同，它不依賴於在培養液或水中擴散，而是透過空氣作用。

註4)MMB methyl 3-methyl-2-butenoate(3-甲基-2-丁烯酸甲酯)的縮寫。本研究中，被確認為C. remanei 雄蟲釋放並吸引雌蟲的揮發性性費洛蒙。

註5)線蟲捕食性真菌 指捕捉線蟲並以其為營養的真菌總稱。Arthrobotrys oligospora 是代表性的線蟲捕食性真菌，能吸引線蟲並形成捕獲器官來捕捉線蟲。

註6)化學擬態 指某生物產生或利用類似另一生物化學訊號的物質，從而操控對方行為的現象。本研究顯示了捕食性真菌可能利用線蟲的性費洛蒙來吸引獵物。

註7)雌雄同體 指一個個體同時能產生雌性配子和雄性配子的繁殖方式。在C. elegans中，通常雌雄同體透過自我受精來繁衍後代。

論文資訊

刊載雜誌:Communications Biology 論文名稱:A male-derived volatile sex pheromone in Caenorhabditis nematodes identified through its mimicry by a predator 作者:Matthew R. Gronquist, Xuan Wan, Daniel Leighton, Yuki Togawa, Marika Sagawa, Paul W. Sternberg, Frank C. Schroeder, Ryoji Shinya DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-10575-4

研究補助

本研究獲得了科學技術振興機構 創發的研究支援事業 JPMJFR210A(代表者:新屋良治)、日本學術振興會 科學研究費補助事業 研究活動啟動支援17H07161(代表者:新屋良治)等單位的支援。