高水温でオスが増える？32〜34℃で起きるメダカの性転換研究

夏の終わりに稚魚を数えてみたら、思っていたよりメスが少なかった。メダカを飼っている人のあいだで、ときどき聞く話です。

気のせいで片づけてしまいそうな話なのですが、メダカには水温が高いと遺伝的なメスがオスとして育つという現象があり、実験ではくり返し確認されています。しかもその温度帯が32〜34℃。真夏の屋外容器で、対策をしないと届いてしまう温度です。

この記事では、その研究が現在どこまで分かっているのかを一次資料で確認したうえで、日本の夏の気温データと突き合わせて、家庭の飼育でどこまで現実味のある話なのかを整理します。先に結論を書いておくと、実験室と同じことが庭の容器で起きているとは言えません。ただ、まったくの無関係でもありません。

メダカの性別は、Y染色体の遺伝子1つで決まっている

話の前提として、メダカの性別の決まり方を押さえておきます。

メダカの遺伝的な性は、基本的にヒトと同じXX/XY型です。X染色体を2本持てばメス、XとYを1本ずつ持てばオスになります。2002年には、その決め手になっている遺伝子がY染色体上から見つかりました。DMY（dmrt1bYとも呼ばれます）という遺伝子で、哺乳類以外の脊椎動物で初めて特定された性決定遺伝子です。

つまり遺伝的な性は受精時に決まります。ただし、後で見るように、遺伝的な性と生殖腺・外見の性が一致しない例外があります。魚には成長の途中で性別が変わる種類（クロダイやクマノミなど）がいますが、メダカはそういうタイプではありません。染色体を土台にした、かたい仕組みを持っています。

だからこそ、水温でその仕組みが上書きされるという話が研究対象になりました。

それでも、水温を上げるとメスがオスになる

基礎生物学研究所の解説では、この現象がこう説明されています。

「一部の」という書き方が正確なところで、全部がオスになるわけではありません。ではどれくらいの割合なのか。ここに具体的な数字を出した研究があります。

系統によって、なり方が2倍違う

2005年に新潟大学のグループが発表した実験では、メダカの受精卵を32℃で孵化するまで育て、そのあとは27℃に戻して成魚まで飼育しました。結果は、系統によってはっきり分かれています。

• Hd-rR系統：遺伝的にメス（XX）の個体のうち、オスの外見になったのは24%

• HNI系統：まったく同じ条件で、オスの外見になったのは50%

同じ32℃、同じ処理でも、系統が違うだけで2倍の差が出ています。これは家庭の飼育を考えるうえで大事な点です。改良メダカの品種で同じ割合になるという保証はどこにもありません。

そして、オスになった個体は形だけのオスではありませんでした。組織を調べると正常な精巣を持ち、繁殖能力もあったと報告されています。

温度が上がるほど率が上がり、34℃で100%

2007年に東京海洋大学などのグループが発表した研究は、温度を17℃から34℃まで細かく振って、境目を調べています。

• 遺伝的オス（XY）は、高温でも低温でも性別が変わらなかった

• 遺伝的メス（XX）は、27℃を超えたあたりから性転換の割合が増えはじめ、34℃では100%に達した

動くのはメスだけで、オスは動かない。この非対称は、あとで出てくるメカニズムの話とつながります。

なお、ここで使われた17℃から34℃という範囲は、実験のために設定された幅です。飼育の適温（25〜28℃あたり）を大きく外れた条件が含まれていることは、頭に置いておいてください。

高温の影響が強かったのは、ごく初期の胚

同じ2007年の研究には、飼育者にとって実用的な発見が含まれています。この実験では、高温の影響が強かった時期が驚くほど短くて早いという点です。

実験では、高温にさらしはじめるタイミングを2通りに分けています。

• 受精直後（8〜16細胞期）から孵化まで → 性転換が起きた

• 胚の中期（心臓ができるころ）から孵化まで → 効果なし

生殖腺が組織として「見た目にオスかメスか分かる形」になるのは、これよりさらに後の段階です。つまり、この実験条件では、姿かたちに違いが出るよりずっと前のごく初期に、高温の影響を受けていたということになります。

飼育の言葉に翻訳すると、少なくとも採卵直後の卵を入れた容器を、最優先で高温から守ることが大切です。産卵床を回収して小さなプラケースに入れ、日当たりのいい場所に置いておく。よくある採卵のやり方ですが、この記事のテーマにとっては、いちばん温度が上がりやすい置き方でもあります。

ただし、研究全体を見れば、孵化後の性分化期に作用するストレス経路も報告されています。したがって、「温度が効くのは卵の期間だけ」「孵化後は手遅れ」とまでは断定できません。この2007年の高温処理実験が示した重要期と、別の条件で起きる変化は分けて考えます。

体の中では何が起きているのか

「温度センサーが性別を切り替えている」という単純な話ではありませんでした。研究が進むにつれて、ストレス反応が高温による性転換をつなぐ重要な経路の1つであることが分かってきています。

1つ目｜引き金はストレスホルモンだった

2010年の研究で、高水温にさらされたメダカの体内ではコルチゾール（魚の主要なストレスホルモン。ヒトでも同じ名前で呼ばれます）が上昇していることが示されました。

決め手になったのは、次の2つの実験です。

• コルチゾールを直接与えるだけで、高温にしなくても遺伝的メスがオス化した

• コルチゾールの合成を止める薬を使うと、高温にしてもオス化が起きなくなった

温度そのものではなく、温度が引き起こしたストレス反応が性を動かしている。ここが、この分野の見方を変えた発見でした。

2つ目｜卵巣のスイッチが切れて、精巣のスイッチが入る

その先で何が起きているかも、少しずつ埋まってきました。

• 33℃の処理やコルチゾールは、メス型の生殖細胞の増殖を抑える

• 卵巣型アロマターゼという酵素の遺伝子（cyp19a1a）の発現が下がる。アロマターゼは男性ホルモンを女性ホルモンに変える酵素なので、これが止まると女性ホルモンが足りなくなる

• 実際、女性ホルモン（エストロゲン）を一緒に与えると、高温やコルチゾールによるオス化は完全に打ち消される

• 2019年の研究では、コルチゾールが常染色体上のdmrt1aという遺伝子を活性化し、Y染色体の性決定遺伝子の役割を肩代わりすることが示された

最後の点が個人的にはいちばん面白いところで、Y染色体を持っていない個体が、別の遺伝子でオスへの道筋を作ってしまう、という話です。

3つ目｜途中まではメスとして作られている

冒頭で引用した基礎生物学研究所の研究は、この過程を組織のレベルで追いかけたものです。高水温で飼育した遺伝的メスの生殖腺では、次の順番で変化が起きていました。

1. まず遺伝的な性にしたがって卵母細胞が分化する

2. 次に生殖腺の体細胞がオスへ分化する

3. 先にできていた卵母細胞が細胞死し、精巣の組織が構築される

つまり、最初からオスとして作られるのではありません。いったんメスとして作られたものが、途中で作り替えられているわけです。「性転換」という言葉の実態が、ここでよく分かります。

4つ目｜経路はいまも増えている

この分野は現在も動いています。近年の報告を2つだけ挙げておきます。

• 2020年（熊本大学・旭川医科大学）：脂肪酸受容体PPARαの活性化がオス化を引き起こすことを発見。PPARαの働きをなくしたメダカでは、コルチゾールを与えてもオス化が完全に抑えられた

• 2023年：甲状腺ホルモンもストレス軸と連動して働き、精巣の発達を後押ししていることが報告された

温度からオス化までの道筋は1本ではなく、ストレス・脂質代謝・甲状腺といった複数の系が絡み合っている。それが現在の理解です。

野生のメダカでも起きているのか

ここまではすべて実験室の話です。では自然界ではどうなのか。

2004年に、全国40地点から採集した2,274個体の遺伝的な性と外見の性を照合した調査があります。結果は次のとおりでした。

• 遺伝的にはオス（DMY陽性）なのに外見はメス：26個体（13地点）

• 遺伝的にはメス（DMY陰性）なのに外見はオス：15個体（8地点）

それぞれ全体の約1.1%と約0.7%、合計すると約1.8%です。野生のメダカでも、性別と遺伝子が食い違う個体は確かに存在しています。

ただし、ここで結論を急がないほうがいい理由があります。この15個体が高水温のせいでオスになったという証拠はありません。遺伝的にXXでもオスになる形質が、野生集団に由来して遺伝することが別の研究で報告されており、原因は1つではないからです。

温暖化と魚の性比の関係は研究者も気にしている論点ですが、野外で温度由来の性転換がどれだけ起きているかを直接示したデータは、私が調べた範囲では見つかりませんでした。分かっていないことは、分かっていないままにしておくのが正確だと思います。

では、家庭の容器は本当に32℃になるのか

ここからが、飼育者としていちばん知りたいところです。

まず物理から確認します。屋外の容器の水温を決めているのは、おもに水面から入ってくる熱です。同じ受熱量を同じ水面積で受ける単純化した条件なら、水深を2倍にすると水1℃あたりに必要な熱量もほぼ2倍になります。実際の水温は蒸発・風・容器色・地面からの熱でも変わりますが、水量が多いほど急変しにくいのはこのためです。さらに、水温が上がると溶存酸素が減るので、性別の話が出てくる前に酸欠と体力の消耗が先に来ます。

では、日本の夏の気温はどのあたりにあるのか。実験の条件が「32℃を孵化まで維持」ですから、その水準と比べてみます。8月上旬（1日から10日）の30年平均を並べました。

日平均気温がいちばん高いのは大阪の29.8℃で、福岡・広島・鹿児島がそれに続きます。日平均で32℃に届く地点は、13地点の中に1つもありません。一方で日最高気温を見ると、大阪34.7℃・熊本34.4℃・名古屋34.3℃と、実験の温度帯にしっかり触れています。

日平均と日最高の差は、多くの地点で4℃前後です。内陸の長野は6.2℃と大きく、海に囲まれた那覇は2.7℃と小さくなります。内陸ほど日中に上がって夜に下がり、島しょ部ほど一日を通して平らになる、という差がそのまま出ています。気温だけを見ると、本州の多くの地点では日中に32〜34℃帯へ触れても、日平均はそこまで届きません。ただし水温の昼夜変化は、容器条件と日射を実測しなければ決められません。

この数字は気温であって、水温ではない

大事な注意点を1つ。上の表はすべて気温です。水温はこれと同じではありません。

屋外の小さな容器は、直射日光の下では気温を上回ることがあります。夜間は日射入力がなくなりますが、24時間の変化幅は容器ごとに異なります。

そうなると、実験の「一定32℃を孵化まで」という条件とは、明らかに条件が違います。日中だけ数時間32℃を超える環境で、性比がどれだけ動くのか。家庭の飼育容器を対象に性比を調べた研究は、私が探した範囲では見つかりませんでした。ここは正直に「分からない」と書いておきます。

高水温に気をつける時期は、いつからいつまでか

分からないことは分からないとして、それでも「気をつける期間がいつなのか」は数字で示せます。日最高気温が35℃以上の日（猛暑日）が、どの時期にどれくらい出ているかを旬ごとに集計しました。

6月上旬はほぼ0%で、7月に入って立ち上がり、8月上旬が頂点、そして9月下旬にはまた0%へ戻ります。ピークの高さは大阪48.3%、熊本44.7%、名古屋41.3%。8月上旬の大阪では、2日に1日が猛暑日という水準です。

注目したいのは、上りと下りで速さが違うことです。大阪で見ると、7月中旬9.0%から7月下旬30.6%、8月上旬48.3%と2旬で一気に駆け上がるのに対し、下りは8月中旬36.7%、8月下旬23.6%、9月上旬8.7%、9月中旬2.7%と3旬以上かけてゆっくり落ちていきます。梅雨明けで一気に暑くなり、秋は少しずつ緩む、という体感そのままの形です。

ここから読める行動は2つあります。8月が終わっても、9月上旬までは同じ備えが要ること。そして、仙台のピークが5.0%、大阪が48.3%と地域差がおよそ10倍あるので、住んでいる場所によって必要な対策の強さがまったく違うことです。

夏の採卵で、実際にできること

ここまでの内容を、飼育の手順に落とします。効く順に並べました。

• 日陰をつくる。これがいちばん効きます。すだれ、よしず、板1枚でも違います。まず直射日光を減らすことを優先します

• 卵の容器を大きく、深くする。水量を増やすほど、同じ熱を受けても温度は急変しにくくなります。小さなプラケースは、いちばん温度が上がる置き方です

• 置き場所を見直す。コンクリートやベランダの床からの照り返しは、想像より効きます。地面から浮かせる、壁際を避ける、といった小さな移動で変わります

• 採卵そのものを減らす。真夏の高水温期は採卵を休み、涼しくなってから再開する。数を増やしすぎない意味でも、この時期の採卵中断は理にかなっています

そして、性別の偏りより先に注意したいことがあります。高水温は、性別だけでなく繁殖力そのものに影響しうるという点です。

先ほどの2007年の研究では、性転換したオスは正常な精巣を持ち、求愛行動もして子を残しました。ところが34℃で処理された個体だけは、子を残せませんでした。研究者はこの結果について、生活史の初期に短期間でも高温にさらされることが、成魚になってからの繁殖能力を損なう可能性を示すものだと述べています。

家庭の飼育では、目の前の個体がXX由来のオスかどうかを見分ける方法はありません（遺伝子を調べる必要があります）。性比が気になったときにできることは、次のシーズンの水温管理を変えることだけです。

まとめ｜温度計より先に、日陰を見る

長くなったので、要点を1つに絞ります。

メダカの性別は染色体で決まっているのに、卵の時期の高水温はその決定を上書きできる。しかもそれは温度が直接そうしているのではなく、ストレスホルモンを経由して起きている。

32〜34℃という数字は、日本の夏の日中には確かに届く温度帯です。ただし実験は一定温度を孵化まで維持した条件であり、昼夜で上下する家庭の容器で同じことがどれだけ起きるかは、まだ確かめられていません。過度に心配する必要はないけれど、無関係だと言い切ることもできない、というのが現在地です。

そのうえで、やることはいたってシンプルでした。卵の容器に日陰をつくり、水を深くする。性転換の話を抜きにしても、酸欠と高温死を防ぐために必要な対策とまったく同じです。今年の夏に採った卵は、成長して雌雄の特徴を見分けられるようになったら数えてみると、来年の管理の目安になります。

この記事で使ったデータと参考にした情報

気象データ
気象庁「過去の気象データ・ダウンロード」の日別値をもとに独自集計。統計期間は1996年から2025年の30年間、品質情報が正常の値のみを使用しました。気象庁が公表する平年値（1991年から2020年）とは統計期間が異なるため、公式の平年値ではありません。

メダカの性分化に関する文献

• 基礎生物学研究所「高水温による性転換過程の解析」https://www.nibb.ac.jp/bioresources/research_naka2.html

• Sato T. ほか（2005）Induction of female-to-male sex reversal by high temperature treatment in medaka, Oryzias latipes. Zoological Science 22: 985–988

• Hattori R.S. ほか（2007）Temperature-dependent sex determination in Hd-rR medaka Oryzias latipes: gender sensitivity, thermal threshold, critical period, and DMRT1 expression profile. Sexual Development 1: 138–146

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• Adolfi M.C. ほか（2019）Increase of cortisol levels after temperature stress activates dmrt1a causing female-to-male sex reversal and reduced germ cell number in medaka. Molecular Reproduction and Development

• 熊本大学・旭川医科大学 プレスリリース（2020年7月17日）「温度によるメダカの性転換に脂肪酸受容体が関与」https://www.kumamoto-u.ac.jp/daigakujouhou/kouhou/pressrelease/2020-file/release200717.pdf ／Hara S. ほか（2020）Scientific Reports 10: 11672

• Thyroid axis participates in high-temperature-induced male sex reversal through its activation by the stress response. Cellular and Molecular Life Sciences（2023年）

• Shinomiya A. ほか（2004）Field survey of sex-reversals in the medaka, Oryzias latipes: genotypic sexing of wild populations. Zoological Science 21: 613–619

• Matsuda M. ほか（2002）DMY is a Y-specific DM-domain gene required for male development in the medaka fish. Nature 417: 559–563

• Nanda I. ほか（2003）Common spontaneous sex-reversed XX males of the medaka Oryzias latipes. Genetics 163: 245–251

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