ハチは、花の「電気」を感じとっているって本当？
― 飛ぶハチはプラス、花はマイナス。そのあいだの電場を、体の毛で読んでいます
花を選ぶとき、ハチが頼りにしているのは色と香りだけではありません。飛んでいるハチの体は、わずかにプラスの電気を帯びています。マルハナバチは、花とのあいだにできる弱い電気の場を体の毛で感じとり、「さっき別のハチが来た花」を見分けている、と実験で示されました。私たちには一生わからない感覚です。
春の花壇で、マルハナバチが花から花へ移っていきます。よく見ると、ある花には近づいただけで、止まらずに通り過ぎることがあります。
見た目は同じ花です。色も形も変わりません。それなのに、ハチはなぜか「この花はやめておこう」と決めたように見えます。
実はその花は、ほんの少し前に別のハチが蜜を吸ったばかりかもしれません。ハチが感じとったのは、花のまわりに残った「電気の変化」だと考えられています。
理由は2つだけ
飛ぶハチは、羽ばたきで空気とこすれてプラスに帯電します。花は茎で地面につながっているので、まわりの空気よりマイナス側にあります。
プラスとマイナスのあいだには電場ができます。ハチの体の細い毛は、この電場に引かれてわずかに傾き、その傾きを神経が感じとるとされます。
つまり、ハチは花に近づくだけで「電気の手ざわり」を受けとっています。順番に見ていきましょう。
なぜ、ハチと花のあいだに電気があるの？
晴れた日の空気には、もともと弱い電気の傾きがあります。地面より上の空気ほどプラス寄りで、地面近くでは高さ1mにつきおよそ100ボルトの差があるとされます。この傾きを「大気の電場」と呼びます。
花は茎と根で地面とつながっています。だから花の電気の高さは地面と同じで、まわりの空気から見るとマイナス側です。
一方、飛んでいるハチの体はプラスの電気を帯びています。羽ばたきで空気とこすれたり、花や仲間と触れたりして、電気がたまるためです。ためられる量は多くが数十ピコクーロン程度と報告されています。冬にドアノブで感じる静電気の、さらに何百分の1かの、とても小さな量です。
小さな電気でも、ハチと花の距離が近いと話は変わります。電気が生む電場は、距離が半分になると4倍に強まるからです。図1のつまみで、ハチを花に近づけてみてください。1cmまで近づくと、ハチの電気がつくる電場は、ふだんの空気の電場の何十倍にもなります。
ハチは、その電気で何をしているの？
ハチが花に止まると、ハチのプラスの電気が花へ少し移ります。すると花のまわりの電気のようすが変わり、その変化はハチが去ったあとも1〜2分ほど残ると報告されています。
2013年、イギリスの研究チームがこれを確かめました。電気をかけた造花には砂糖水を、電気のない造花には苦い液を置いて、マルハナバチに選ばせたのです。見た目はまったく同じです。それでもハチは、電気のある造花を選べるように学びました。電気を切ると、正解する割合は当てずっぽうと同じに下がりました。
では、どこで感じているのでしょう。2016年の研究では、体の細い毛が電場に引かれて動き、その根もとの神経が反応することが示されました。毛は軽くて細いので、弱い電場でも動きやすいとされます。
花の側にも得があります。プラスのハチにマイナス側の花粉が引き寄せられ、触れる前から体にくっつきやすくなるのです。電気は、花とハチの両方に役立っていると考えられています。
人が電場に気づくのは、腕の毛が逆立つほど強いときだけとされます。ところが生き物の中には、電気を感じる名人がいます。サメやエイは、獲物の筋肉が出すかすかな電気をとらえます。クモは空の電場を感じて、糸で空へ舞い上がります。ハチは、花の「さわれない手ざわり」を読む一員でした。
まとめ
飛ぶハチはプラス、地面につながった花はマイナス側にあります。そのあいだの電場は距離が近いほど急に強まり、ハチは体の毛でそれを感じとります。電気の変化は、蜜を吸われたばかりの花を見分ける手がかりにもなると考えられています。
花は、色と香りのほかに「電気」でも語りかけている。
ハチは、それを毛で聞いている。
空の電場を使って飛ぶ生き物の話は「クモは、羽もないのに、なぜ空を飛べるの？」に、電気で獲物を探す魚の話は「サメは、なぜ砂に隠れた獲物を見つけられるの？」にあります。静電気で物が引き寄せられるしくみは「こすった風船は、なぜ壁にくっつくの？」で詳しく見られます。
- 空気の乾いた日に、ふくらませた風船を髪や服でよくこすります。
- 風船を、腕の産毛から数cm離して近づけます。触れなくても、毛がふわっと風船のほうへ立ち上がるのを感じるはずです。
- ティッシュを細く裂いて垂らし、同じように風船を近づけます。距離を半分にしたとき、引かれ方がどれくらい強まるかを見くらべてみましょう。
風船の電気はハチよりずっと多いので、人の毛でも感じられます。ハチは、その何千分の1の電気を、もっと細い毛で読みとっていることになります。
もっと知りたい人へ ― 用語・数式・教科書とのつながり中学理科から大学の専門科目まで、どのレベルの話かを明示しています
- 中学中学校の理科で習う範囲
- 高校高校の「物理」で習う範囲
- 高校＋高校の発展、または教科書のコラム扱いの内容
- 大学高校では習わない、大学の専門科目（電磁気学・感覚生理学）の内容
- 研究大学でも「定説」として教わらない、いま研究者が調べている最中の話
中学用語：この現象には名前があります
- 静電気（摩擦電気）：物どうしがこすれ合うと、電気の一部が移って、一方がプラス、もう一方がマイナスに帯びること。
- 電場（電界）：電気を帯びたものが、まわりの空間につくる「電気の力が働く場」。強さの単位はボルト毎メートル（V/m）。
- 大気電場：晴れた日の空気に、もともとある上向きの電気の傾き。地面近くで1mあたり約100ボルトとされます。
中学高校式で確かめる：ハチの電気は、花の位置にどれくらいの電場をつくる？
ハチを小さな点の電気とみなして、距離 r だけ離れた花の位置での電場の強さ E を出します。実際の形は複雑なので、目安の計算です。
| 記号で書くと | E ＝ k × Q ÷ r² |
| 言葉で書くと | 電場の強さ ＝ 比例定数 × 電気の量 ÷ （距離 × 距離） |
| どこから来る式か | 電気どうしの力は距離の2乗に反比例する、というクーロンの法則から来ます。電気から出る力の線が、半径 r の球面全体に広がって薄まると考えると、球の表面積に反比例する形になります。 |
| E | 電場の強さ。単位は V/m（ボルト毎メートル） |
| k | クーロンの法則の比例定数。約 9×10⁹（単位は N・m²/C²） |
| Q | ハチが帯びている電気の量。単位は C（クーロン） |
| r | ハチから花までの距離。単位は m（メートル） |
| ハチの電気の量 Q（報告の多い範囲から30ピコクーロンとします） | 0.03×10⁻⁹ C |
| 比例定数 k | 9×10⁹ |
| k と Q をかけると、10⁹ と 10⁻⁹ が打ち消し合います | 残るのは 9 と 0.03 |
| ハチと花の距離 r | 1 cm（0.01 m） |
| 晴れた日の大気電場 | 約100 V/m |
| k × Q | 9 × 0.03 ＝ 0.27 |
| 距離の2乗 r² | 0.01 × 0.01 ＝ 0.0001 |
| 花の位置での電場 E | 0.27 ÷ 0.0001 ＝ 2700 V/m |
| ふだんの大気電場とくらべると | 2700 ÷ 100 ＝ 27 倍 |
| 距離を3cmにすると、距離の2乗は | 0.03 × 0.03 ＝ 0.0009 |
| そのときの電場 E | 0.27 ÷ 0.0009 ＝ 300 V/m |
距離を3分の1にすると、電場は9倍になります。ハチの電気はごくわずかでも、1cmまで近づけばふだんの空気の電場の数十倍になります。ハチの毛が動くほどの変化が、花の直前で急に現れるわけです。
高校高校＋電位と、花の先端で電場が強まるしくみ
高校花は導体の茎で地面とつながっているので、電位（電気の高さ）は地面とほぼ同じ 0 ボルトです。一方、高さ1mの空気の電位は約100ボルトです。花は「地面がそのまま持ち上がった部分」として、まわりの空気よりマイナス側になります。
高校＋とがった導体の先では、電気力線が集まって電場が強くなります。避雷針と同じ理屈で、花びらの先やおしべの先端では、まわりより電場が強いと考えられます。ハチが花に止まって電気を移すと、静電誘導によって花の電位の分布が変わり、その変化が少しのあいだ残ります。
大学点電荷の電場、ガウスの法則、機械受容毛
本文の式は、クーロンの法則から出る点電荷の電場の式です。ガウスの法則を球対称の場合に使っても、同じ形が導けます。実際のハチと花は点ではないので、境界のある導体の静電場として数値計算で解くのが正確です。ハチの側では、電場が体毛に誘導した電荷に力を及ぼし、毛がわずかに傾きます。その傾きを毛の根もとにある機械受容ニューロンがとらえる、と考えられています。触角の付け根にあるジョンストン器官が関わるという見方もあります。
📖 式の導出や、さらに先の内容：クーロンの法則（ウィキペディア） ／ ガウスの法則（ウィキペディア）
研究まだはっきりとはわかっていないこと
- ほかの虫も、花の電気を感じているの？ マルハナバチ以外の花バチやハナアブなどでも、電場に反応する例が報告され始めています。どこまで広い感覚なのかは調べられている最中です。
- 色・香り・電気を、どう組み合わせているの？ 電気だけで選ぶ実験はできても、実際の野外で電気の手がかりがどれほど重みを持つかは、まだよくわかっていません。
- 天気や人の暮らしの影響は？ 大気電場は天気で大きく変わります。曇りや雨の日、送電線の近くなどで、ハチの花選びが変わるのかどうかは、まだ答えが出ていません。
つまりこの記事の内容も、「いまわかっている範囲での説明」です。花の電気の研究は2010年代に本格的に始まったばかりで、今後の発見で見方が変わる可能性があります。
教科書とのつながり（レベル別）
| レベル | 科目・単元 | この記事のどこ |
|---|---|---|
| 中学 | 理科2年「静電気と電流」 | ハチが羽ばたきでプラスに帯電するしくみ |
| 高校 | 物理「電場と電位」 | 点電荷の電場の式、花の電位が地面と同じであること |
| 高校＋ | 物理（発展）「静電誘導・とがった導体」 | 花の先端で電場が強まること |
| 大学 | 電磁気学・感覚生理学 | ガウスの法則、体毛の機械受容 |
| 研究 | 感覚生態学・送粉生態学 | 電気の手がかりが野外でどれほど使われているか |
| ― | 生活とのつながり | 風船を近づけると腕の毛が立つ現象と同じ原理 |
- Clarke, D. et al. (2013) Detection and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees. Science 340: 66–69
- Sutton, G. P. et al. (2016) Mechanosensory hairs in bumblebees (Bombus terrestris) detect weak electric fields. Proceedings of the National Academy of Sciences 113: 7261–7265
- Vaknin, Y. et al. (2000) The role of electrostatic forces in pollination. Plant Systematics and Evolution 222: 133–142
- 大気電気学（ウィキペディア）
- Morley, E. L. & Robert, D. (2018) Electric Fields Elicit Ballooning in Spiders. Current Biology 28: 2324–2330
※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。ハチの帯電量や電場の強さは、種類・天気・測り方によって大きく変わります。ハチに近づいて観察するときは、刺されないよう距離をとってください。