毛虫が蝶に変身する様子
毛虫が木にしがみつく12本足の害虫から堂々と飛ぶ蝶に変身する様子は、完全変態のメタファーとしてよく知られています。 まさに自然が開発した幻想的なメカニズムですが、しかし、外から見ると幻想的に見えても、さなぎの奥ではこの変身はかなりぞっとするようなものに見えます。 つまり、芋虫が蝶になるためには、ホルモンによって引き起こされる酵素を使って自分を消化する。 そして、眠っている細胞（幹細胞のようなもの）が、未来の蝶の体の一部へと成長していくのです。 思春期は意地悪だと思った？
大変身
私たちの物語は、卵からかえったばかりの、お腹を空かせたイモムシから始まります。 やがて、小さなイモムシ（学術的には幼虫と呼ばれる）は、葉っぱを詰め込んで、少しずつ成長していきます。 今の皮膚がなくなると、エクダイソンというホルモンが分泌され、幼虫は脱皮を指示される。 5回ほど脱皮すると、幼虫は餌を食べなくなり、小枝や葉に逆さにぶら下がり、自分で絹糸のようなマユを作るか、脱皮して光沢のあるサナギになる。 このプロセスは、同じエクダイソンというホルモンによって駆動されているが、今回は幼若ホルモンという別のホルモンと連動している。 幼若ホルモンは、幼虫の全期間を通じて変態を遅らせるように作用する。 イマジナルディスク（芋虫がさなぎに包まれるときに動き出す、小さな円盤状の細胞の袋）の遺伝子をブロックすることによって働き、最終的にアンテナ、目、翼、その他の蝶のパーツに変化する。 このように、幼若ホルモンは変態前のイモムシの生存に不可欠である。 さて、幼虫が最後の脱皮を終えて変態を始めると、その体には奇妙なことが起こる。 幼虫の筋肉、腸、唾液腺の細胞は消化され、間もなく蝶になるための予備部品として機能する。 それぞれの細胞は、カスパーゼと呼ばれる酵素の活性化によって自己破壊するようにプログラムされている。
カスパーゼは細胞のタンパク質を引き裂き、蝶を作る素となる物質を放出する。 もし幼若ホルモンがなければ、この現象はいつでも起こり、イモムシは死んでいたかもしれない。 しかし、自然は、変態に理想的なタイミングでホルモンのレベルを下げるようプログラムしている。 幼若ホルモンが少なくなったことで、エクダイソンは通常の脱皮を促すのではなく、イモムシを蛹化させるようになったのだ。 イモムシがイマジナルディスク以外の組織をすべて分解すると、イマジナルディスクはその周囲のタンパク質が豊富なスープを燃料として、翅、触角、脚、目、生殖器など成虫の蝶や蛾のあらゆる特徴を形成するために必要な急速な細胞分裂を行う。 例えば、ミバエの翅のイマジナルディスクは、わずか50個の細胞から始まり、変態の終わりには5万個以上の細胞に増えるかもしれません
。 しかし、変態は単なる美しい肉体的な変化ではなく、進化のメカニズムが見事に表現されているのである。 チョウとイモムシは見た目が違うだけでなく、行動も違う。 一方は木の上で生活し、もう一方は飛ぶ。 最も重要なことは、一方は葉を食べ、もう一方は蜜だけを食べるということだ。 お互いの食料を邪魔しないので、生態系には両方の種類が共存する余地があるのです。 すばらしい
マユの中
残念ながら、変態の様子を捉えた映像はほとんどありません。 上の写真は、マイケル・クックが撮影したもので、このタッサーシルクモス (Antheraea penyi) が、まゆを回そうとして失敗したところを、珍しい姿勢でとらえることに成功しました。 6235>
幸運なことに、私たちは 21 世紀に生きています。 CTスキャンなどの最新の画像技術を使って、この非常に繊細なプロセスを邪魔することなく、繭の中を覗き見ることができます。 下の動画は、ロンドンの自然史博物館で働く科学者たちによって撮影されたものです。