Tshozoです。暇を見つけては相変わらず毎日ツイッターでネタ探しをしているのですが、その中で下記のような書き込みを見つけました。
重曹＝炭酸水素ナトリウムがGの腹を膨らまして死なす毒餌(ベイト;bait)に成り得る、というのは知らなかったのですが、なかなか残酷。筆者が好きな漫画さんの高橋葉介さんが描かれた作品「ライヤー教授の午後」で登場する『猫夫人』というキャラの家に転がり込んだ時に出された食事を彷彿とさせる凄惨なもの。確かに消化後にモリモリガスが出るものを食べてしまったら腹も膨らむでしょう。Gの腹の中で重曹が確実に分解するかどうかの知見は無いのですが、水道水と混ぜただけですぐ泡が出るようなものを食べたらそりゃ分解するとみていいかと。
で、今回はそれとは別の対Gアイテムの話。上記書き込みをみて「その昔、母がゴキブリ対策用だって言って変な団子(ホウ酸団子)を作り出したことがあったな」と思い出し、その中身の有効成分ホウ酸の効果について何も知らないことに気づいたため色々調べてみることにしました。お付き合いください。
※注：ホウ酸は特に経口では人体に結構なダメージを与え、認知症に近い高齢の方などが団子を食べてしまってひどい状態になったようなケースがWebのあちこちで見つかりますので取り扱いには十分注意しましょう
ホウ酸団子の歴史とその詳細
まず最初に大事なことを。ホウ酸とはBoric Acidで、ボロン酸 Boronic acidとは違うのです。まずこの点大事。筆者がこのトピックを調べるにあたってboronic acidをキーワードに資料集めを行ったのですが、ここまでポピュラーな物に対してどうもパッとくる資料が見つからない。これはもしや、と思ってケムステ代表にある資料を請うて共有頂くも、どうも少し焦点がずれている。ここまで1週間。で、ホウ酸団子のホウ酸ってそもそもなんだっけと思って改めて調べ直すとホウ酸団子に入ってるのはホウ酸：Boric Acidで、大間違いをしていた。勘違いは怖いですね。
反省のために掲載
その結果、結構な情報が集まりましたのでだいたいイメージは出来たのですが、詳細にこのホウ酸のGへの効果を書いたものが少ない。曰くGはホウ酸を消化できないから腹が詰まって死ぬ、とか書いてる一般情報はありますが分子レベルの作用を論文ベースで書かれたものがどうも見つからん。ということで下記は(歴史を除いて)あくまで仮説集としてお考えいただければと思います。
まず、歴史上(文献上)ホウ酸をゴキブリに使う奇特なことを思いついたのはやはり開拓者の国アメリカ。もしかしたら他の国で試されていたのかもしれませんが有史上でアメリカ以外にホウ酸、ホウ素化合物を釉薬・研磨剤以外の用途に使った、というような考え方はなかったようです。で、ホウ酸入りの毒餌を世界で初めて製品化したのはアメリカジョージア州の昆虫学者のP.F. Harris氏で1922年(文献1)。”The first use of inorganic borates documented as an insecticide was in 1918. However as a commercial product boric acid was documented as an insecticide in 1922 when P.F. Harris invented the Roach Tablet.”とありました。この”Roach Tablet”がホウ酸団子の原点。ただ一番最初の文章にある1918年時点で誰がどう考えてホウ酸塩(borates)を殺虫剤として使ったのか、今回はどうしても調べきれなかったのですが、ヒ素や水銀のような無機物が昔から殺鼠剤、殺虫剤、抗菌剤に使われていたことを考えると、まだ試されていなかったホウ素に手が伸びるのは特に不自然な話ではないような気がします。ともかくこのHarris氏が世界で初めてホウ酸を、ホウ酸団子という形で使用したと考えてよいでしょう。
ついでに書くと実は彼が作った会社 PF Harrisはまだ存在しているのです！！！(文献2)(同社リンク) そこに記載されているホウ酸団子の作り方を紐解いてみると、” “I would defeat the roach by appealing to the very sense of nature that gave him his protection –– smell.”… From this insight, he developed Harris Roach Chow, an ingenious combination of sugar, flour, and a special lure to attract the critters, and a large dose of boric acid to kill them. The formula was powerful enough to eliminate the roaches but benign enough to use around people.”とあるので、砂糖、小麦粉、あと匂いの出る誘引剤として何か、とホウ酸を大量に(50%近く)混ぜて捏ねたものを団子にしてGにてきめんに効く毒餌を開発したわけになります。この匂いの出る誘引剤が一体何かはどこにも書かれていませんが、上記引用部に「「嗅覚」という、Gの本能に働きかけるものを入れることで」と書いてありますので、筆者の母が作っていた構成から考えるとおそらく玉ねぎや油かすでしょう！ 後述しますがこの団子は食わせないと効果を全く発揮しないため誘引剤が物凄い大きな意味を持ってくるわけです。Harris氏ご本人が昆虫をよく見ていたからこそ思いついたのでしょうが、よく考えたなぁと。
今も使われるPF Harris社の”オリジナル”ホウ酸団子
Pest Controlを社業として現在も操業されているのは尊敬に値するものすごい説得力のある画像 リンクを見失いました…
もちろん団子ではなくTabletという表現になっている
せっかくなので同社の活躍を同じリンクの”Our Story”からもう少し見ると(同じく文献2)(同社リンク) 、当時相当に評判になったのか、なんとホワイトハウスや司法省など官公庁のゴキブリや水棲昆虫類(コオイムシ？)退治にも乗り出すことになり、
Problem-solving has a long heritage at PF Harris. In 1924, two years after its founding, we tackled the Calvin Coolidge White House, which had been overrun for years by roaches and water bugs. Harris’s product was so successful in eliminating the scourge that he was described on the front page of the Washington Times as a “vermin slayer who has just fought a decisive, winning battle with a horde of cockroaches which infested the lower regions of the Executive Mansion.”
Over the next few months, Harris took “his final feast” to dozens of government buildings, including the Senate Office Building, the Department of Justice, the Supreme Court, and Walter Reed Hospital. Success followed success and “Each superintendent of the various buildings was highly satisfied with the results.”
その結果全ての省庁での駆除に成功した、という素晴らしい成果を収めます。ただ当時はまだホウ酸のゴキブリに対する科学的効果は不明で、なんかわからんがよく効くという、非常に悪く言うとおばあちゃんの知恵袋レベルの状態であったわけです。現在ではだいたい作用するメカニズムはわかりつつあるようではありますが、確報というものはなかなか見当たらない。実際登場から100年以上経ってるのに未だに効果が極めて高く、ほとんどの検証で大幅なゴキブリ数の低減が出来、抵抗性もなく廉価で使いやすいので別に科学的な検証を行わんでもええんちゃうか、という気がしないでもない。またそこらにある材料で作れるからこそ昭和の時代でも筆者の住んでいた社宅や公団で大流行して確かに大きな成果を挙げていたわけですが…ただもしスーパーゴキブリが出てきてホウ酸が効かんようになったら、と思うとなかなか恐ろしい。なのでなんで効くのか、冒頭の重曹のようになにか代替出来るものがあるんじゃないか、というのをちゃんと知っておくのは大事だと思う次第なのです。
ということで調べました。
論文中のホウ酸(団子)の記述とそのメカニズム よもやま
少なくとも科学的・公式的な書面上記録があるのは1940年の(文献3)が最初のもよう。おそらくHarris氏のRoach Tabsが社会に浸透し「お、なんかGに効く薬剤があるぞ」ということが明らかになってきた時期なのでしょう。内容は初歩的なもので、食材(脱脂粉乳とかバター、ハチミツ、粉砂糖)と有効成分候補(フッ化ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸)の組み合わせで一番いいものはなにか、もアタリを付けています。結論としてはフッ化ナトリウムもホウ酸ナトリウムも全く効かずやはりホウ酸だけが効果を発揮し、特に砂糖とホウ酸 9:1の組み合わせが一番(一般の食べ物に対し)誘引性と効果のバランスがとれてた、というものでしたがここにHarris氏が提案したlureなるものは検討に含まれていなかったみたいですね。
おそらく科学論文上で一番最初にホウ酸(団子)について記載したもの(文献3)
ネブラスカの農業試験場？で実施された実験らしいが
いまのところこれより先に出た文献は確認できない
で、何かセンセーションを引き起こしたとか追加で詳細な効果の検討を行ったとかいう話はあんまりなく、その後もポチポチと低頻度でしか関連論文が出ていない。しかしこうした経緯は(文献4)によくまとまっており、読んでみるとゴキブリにどうホウ酸が効くのかの説は色々変遷があったようなのです。曰く、
説1: “…by contact or a wet bait that kills by ingestion, disrupting water regulation of the cockroach.”
大意「摂取によりG体内水分の動きををかく乱して死なす」
説2: “…the boric acid particles caused abrasion of the cuticle which brought about dessication of the insect.”
大意「Gのクチクル(角質層=外骨格のこと)を削ることで体内の強制的な乾燥を引き起こさせ死なす」
説3: “…the foregut cells of the cockroach are destroyed by the ingestion of boric acid.”
大意「Gの食道細胞がホウ酸で破壊される(結果、餓死する)」
というものが2000年までに言われていた話で、特に説3は日本国内でも似たような要旨(食道とか胃が詰まって死ぬ)で話されることが多い点で分かりやすいと言えば分かりやすいですね。なお説2については2000年より少し前に、ホウ酸がGの外骨格を透過することが明らかになっておりGのグルーミング経由でホウ酸がG体内に取り込まれることを示しています(文献5)。ともかく西暦2000年前後までには上記の説のような、なんというかマクロ的な効果を及ぼす的なメカニズムの提案が主流でした。とはいえ現在でも上記の説(文献5,6)は関連論文ではだいたい取り上げられていますから十分に蓋然性があると言えるでしょう。個人的には説1.は別にシリカゲルでもええやんけ、と思うのであまり妥当ではないのでは、と思うのですが。
念のためGの体内の構造 (文献7)より引用 あくまで念のため
Esophagus(食道)とForegutは同じ意味を示していると思われる
しかし生物学が進んだ現在ではもう少し詳細な効果を調査しているものが出てきています(文献8)。考えてみれば前項の米国の官公庁での効果で見られるように、ゴキブリだけでなくコオイムシのような口吻を持った水棲昆虫にも効くということは、食って胃をつぶすとかのマクロ的な効果以外の何等かの作用があり得ることを示唆しているわけです。その中で気になったのが、最近農研機構やあちこちの研究機関で話題になっている、虫の体内または近くに存在する真菌・細菌が影響しうる説。
たとえば家畜の衛生害虫であるワクモというダニの一種がいるのですが、農研機構の研究メンバはこの虫にも協力している共生細菌がいるのではないかと注目、調査した結果特定の細菌がほぼどのワクモにも存在することを突き止めました(リンク)。なぜこの細菌がワクモに集っているのか未解明ですが、人間で言ったら乳酸菌とかそういう類のものならこの細菌を●してしまえばおそらく相当なダメージになるはず。つまりワクモ本体を狙うのではなくこの菌を狙った化学物質を見つけ出せれば、ワクモの耐性種を生み出しにくい形での駆除が出来るかもしれない。その観点で共生菌の把握は非常に重要なわけです。この考え方はもともと東京大学教授の深津武馬先生、九州大学準教授の細川貴弘先生を中心に組み立てられてきたようで、きっかけは害虫であるアズキゾウムシに周辺細菌の遺伝子が転移するという恐ろしいほど意外かつ重要な研究成果が基軸になっているようです。この研究内容は別機会に詳細に調べるべき内容かもしれません。
で、今回はゴキブリの案件に戻って。この昆虫と細菌との関係で非常に興味深かった内容が(文献8)の内容。タイトルで示されているように、ゴキブリをはじめとした昆虫類に対し有害性のある真菌類Metarhizium anisopliae(メタリジウム菌)がホウ酸と組み合わさって効力を上げ得る、とする研究です。
(文献8)より引用 Ma(メタリジウム菌)とBa(ホウ酸)を併せて給餌したケース(赤枠部)が
統計的な相互作用(足し算でない「掛け算」作用)を示し、
またその枠組みでホウ酸量を増やすことで50％死亡時間(LT50)も短縮出来ている
混合毒餌でない点、また直接Ｇにメタリジウム菌を経口摂取させている時点で応用上の制限はついてしまうのですが、大幅に効果を上げ得ることは上記の表からも明らか。更にこの論文においては混合作用がＧの胃に何を起こしているかも明らかにしており、
(文献8)から引用 Gの第一胃(midgut)の胃壁の拡大断面写真で、
ホウ酸＋メタリジウム菌によるもののみが胃壁の剥離(左黄矢印部分)と
メタリジウム菌の胃壁付近への侵入(右黄矢印部分)を同時に発生させている
物理的にはホウ酸が胃壁付近の上皮を破壊する作用があるのに加え、そこに酸性に強いメタリジウム菌が侵入し余計に効果を挙げている、というのが直接的な作用のようです。加えて上記の体内(胃)の共生細菌で言うと、
胃内の細菌量分布の変動 今回の実験で特に相乗効果で増えているのは
乳酸菌類のラクトバチルス属とワイセラ属と呼ばれる菌の量で、
特に後者がGに対し毒性が高いと主張している
ホウ酸のような酸性に強い乳酸菌類が多く増え、菌バランスが狂うことが明らかになっています。上記のワイセラ属は人間にとっては益が多い菌類のようなのですがゴキブリ相手にはダメージを起こしうるというのは面白い話ですね。こうした菌がどのようにダメージを増加しているのかは本論文では明らかになっていませんが、この(文献8)をベースとするとホウ酸の効果とは、
「酸によって体内細胞にダメージを与え、加えて体内の菌バランスが崩すために更に害となる菌が細胞近傍にまぎれこみ、それらの複合的な効果により回復不可能になって死に至る」
とみるのがよいのでしょう。(文献5)に載っている上記「説3」が一番近い機構でしょうね。決してホウ酸が消化できないからとか、ホウ酸そのものの毒によって、という話ではなさそうである点は安心した次第です。しかし上記で少し述べた、G同士のグルーミングによってもホウ酸の効果は伝搬し得るという説についてはどう考えればいいのか。グルーミングの間にホウ酸が口に入って今回の話と同様に胃を痛める、とするのが考えやすい流れだと思いますが、それで100年も効くような恒久的な効果が発揮され得るのかな、という気がしないでもない。上のほうで書いたように外骨格を通ってホウ酸がゴキブリの体内に入り得る、という話もありますのでここらへんはもう少し詳細な研究が必要な気がします。
最後に蛇足ですが、ホウ酸と殺虫剤か何かを併せればもっと効果が出るのでは、と思ったそこのあなた。実はその混ぜるもののタイプによっては全く逆で、殺虫剤を混ぜて食べさせた結果ホウ酸の効果を弱めるどころか一緒に混ぜた殺虫剤に対するＧの抵抗性を上げる可能性もある(文献9)とする報告もあるのです。混ぜるのは化学の基本ですが、何でもかんでもあてはめてはいけない好例だと思いますので(文献9)は(文献8)と併せて読んでいただきたい内容でもあります。
終わりに
今回ホウ酸団子について調べる中、上記のメカニズム以外に色々な文献を見てG殺害率をざっと見てみていたのですが、はその誕生から100年経ってるのに食べたらほぼ100%でメッチャ効く(文献9,10)。未だに。ただしeat and destroyで食わさないと効かない、という点で、ほぼ屋内の効果のみに限られるというのはなんとも残念です。また(文献4)で示されたようにやっぱりホウ酸を含む毒餌を毛嫌い(repellant)する賢い奴がいるらしく、統計的にはG群全体の半分しか居なくならない、とする研究もありました。
とはいえ廉価で耐性種もできず、薬局と家庭にあるもので簡単に作れるというその手軽さがやはり一番！ Harris氏が見つけたというLureになるような素材がまだ実は見つかっていなくて、それがあれば従来以上にrepellant的な作用を軽減でき、置いた住居のゴキブリがホウ酸団子に群がって死滅するような秘密の毒入り疑似餌が完成するかもしれませんよ。なおホウ酸塩のように固体酸と呼ばれるグループにおいて比較的使いやすくて安い材料にリン酸塩があるのですが、潮解性が強く毒餌としては適さないのかもしれません。
ということで、比較的身近な化学物質についてもこの歴史の長さ、奥の深さ。別に欲深くバカでかい利益とか国益を求めて産業を興さなくたって、まだやることはなんぼでもあるのでしょう。今回の調査に加えて特に最近知ったある方の発想力を見るにつけ、自らの発想の貧困を思い知ると共に、多少は「アホか！」的なことにチャレンジしてもいいのかも、と思った次第であります。
それでは今回はこんなところで。
参考文献
1. “About Borate”, American Borate Company, リンク
2. “Our Story”, PF Harris, リンク
3. “Boric Acid as a Stomach Poison for the German Cockroach”, Journal of Economic Entomology, Volume 38, Issue 3, 1 June 1945, Page 407, リンク
4. “The Response of German Cockroaches to Commercial Toxic Baits and Their Potential to Develop Resistance”, May 2, 1996, Tracy L. Negus, Master Thesis submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, リンク
5. “Toxic effects of boric acid on the German cockroach”, Volume 51, pages 561–563, (1995) , Experientia リンク
6. “The cockroach: insecticides and cockroach control”, 1976, P.B. CORNWELL, Rentokil Library, リンク
7. “Utility of cockroach as a model organism in the assessment of toxicological impacts of environmental pollutants”, Environmental Advances 8 (2022) 100195, リンク
8. “Boric acid enhances Metarhizium anisopliae virulence in Blattella germanica(L.) by disrupting the gut and altering its microbial community”, Biological Control, Volume 152, January 2021, 104430, リンク
9. “Rapid evolutionary responses to insecticide resistance management interventions by the German cockroach (Blattella germanica L.).”, Sci Rep 9, 8292 (2019). リンク
10. “衛生害虫のPyrethroid抵抗性の現状と対策”, 千葉衛研報告 第12号1－15 1988年, リンク
