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青色LEDに殺虫効果 蚊やハエ、コナムシも駆除できる新たな害虫防除技術

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青色LEDに殺虫効果 蚊やハエ、コナムシも駆除できる新たな害虫防除技術

東北大学は、様々な波長のLED光を昆虫に当てて殺虫効果を調べ、青色光を当てると昆虫が死ぬことを発見したと発表した。ある種の昆虫では、紫外線よりも青色光のほうが強い殺虫効果が得られること、また、昆虫の種により効果的な光の波長が異なることも明らかになった。

本研究成果は青色光を当てるだけで殺虫できる新たな技術の開発につながるだけでなく、可視光の生体への影響を明らかにする上でも役立つと考えられる。

例えば、青色のLED光などを害虫の発生している場所に当てることで、簡単に殺虫できる害虫防除装置の開発が期待できる。波長を工夫することで、衛生害虫、農業害虫、貯穀害虫、畜産害虫など様々な害虫に適用できるクリーンな殺虫技術になる可能性がある。また、今後、青色光やそれに起因する活性酸素の生体への影響を評価する研究にも展開できると捉えている。

背景

可視光が生体に与える影響を明らかにすることは、可視光の新たな利用法の開発や可視光の曝露が生体に与える傷害を評価する上できわめて重要である。しかし、可視光の生物に対する毒性に関してはあまり知られていない。最近の研究により波長が短い可視光(400~500nmの光、いわゆる青色光)がヒトの目に傷害を与えることが明らかになってきたが、昆虫を含め比較的複雑な動物に対する可視光の致死効果はこれまでに報告されていない。

一方、紫外線の中でも波長が短いUVC(100~280nm)やUVB(280~315nm)は生物に対して強い毒性があることが知られており、昆虫や微生物もこれらを当てると死亡する。しかし、これより長い波長の紫外線(UVA:315~400nm)に関しては、昆虫に対する明らかな致死効果は報告されていない。

一般的に、光は波長が短いほど生物への殺傷力が強くなる。よって、紫外線よりも波長の長い可視光が昆虫のような動物に対して致死効果があるとは考えられていなかった。

本研究による発見は、これまでの常識を覆すもので、可視光の昆虫に対する強い毒性を示すものである。

明らかになったこと

青色光は様々な昆虫種に対して殺虫効果を示した。また、その効果は卵、幼虫、蛹、成虫のいずれの発育段階でも得られる。ただし、青色光であっても効果的な波長や強さは昆虫の種により異なっている。蚊(チカイエカ)は直射日光に含まれる1.5倍の青色光、小麦粉などの大害虫であるヒラタコクヌストモドキの蛹は、直射日光の5分の1から4分の1程度の光の強さで殺虫できた。また、ショウジョウバエのように、ある種の昆虫にとっては、紫外線よりも青色光のほうが高い殺虫効果を示し、動物に対する光の致死効果は波長が短いほど大きいという従来の考えには当てはまらない動物種の存在が明らかになった。

昆虫の種により有効波長が異なることから、その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る。すなわち、種によって吸収しやすい光の波長が異なり、これによって、種により異なる波長の光が昆虫の内部組織に吸収され、活性酸素が生じ、細胞や組織が傷害を受け死亡するという推測だ。

推測される青色光の殺虫メカニズム

推測される青色光の殺虫メカニズム

本研究の一部は、農林水産省委託研究プロジェクト「生物の光応答メカニズムの解明と省エネルギー、コスト削減技術の開発」および日本学術振興会科学研究費補助金によってサポートされた。

【参考】
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~

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