変動環境下でのシステム安定化機構：社会性昆虫における順位行動ネットワーク

• Project/Area Number: 13J04279
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 下地 博之 北海道大学, 地球環境科学研究院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,320,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 真社会性昆虫 / 繁殖分業の維持 / 生理的異質性 / 社会的相互作用 / 女王フェロモン / 順位行動 / 繁殖分業 / ドーパミン / 社会生物学 / 順位制 / 脳内アミン / 個体間相互作用 / 女王物質

Outline of Annual Research Achievements

アリやミツバチなどの真社会性昆虫は繁殖を行う女王と労働を行うワーカーの間で繁殖分業が成立している。しかしながら、多くの種でワーカーも交尾はできないが卵巣を保持しており交尾はできないが繁殖可能である。このような状況下で、どのようにワーカー繁殖が抑制されているのを理解する事は、繁殖分業の維持メカニズムの進化を理解する上で重要である。
これまで、様々な社会的相互作用ワーカーの卵巣発達を抑制する機構であることが知られており、これらについての行動的あるいは化学的側面の理解は進んでいるが、これら外的要因がワーカーの生理状態を調節する内的因子にどのような影響を与えるのかについての知見はほとんどない。本研究では、日本産トゲオオハリアリを用いて社会的相互作用 (攻撃的順位行動と女王接触刺激) とワーカーの内的因子、特に生体アミンの関係について調べた。その結果、社会的相互作用がワーカーの脳内ドーパミン濃度を下げる効果を持つことがわかった。生体アミンの一種であるドーパミンはアリを含む真社会性ハチ目昆虫において、生殖腺刺激ホルモンとして働くことが先行研究の結果より知られている。したがって、本研究の結果は、社会的相互用によるワーカーの脳内ドーパミンレベルの制御が、繁殖分業維持の生理的基盤である事を示唆するものである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Social dominance and reproductive differentiation mediated by dopaminergic signaling in a queenless ant. (2015)
  • Author(s): Yasukazu Okada, Ken Sasaki, Satoshi Miyazaki, Hiroyuki Shimoji, Kazuki Tsuji and Toru Miura
  • Journal Title: The Journal of Experimental Biology Volume: 218 Issue: 7 Pages: 1091-1098
  • DOI: 10.1242/jeb.118414
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Global network structure of dominance hierarchy of ant workers. (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Shimoji, Masato S Abe, Kazuki Tsuji & Naoki Masuda
  • Journal Title: Journal of The Royal Society Interface Volume: 11 Issue: 99 Pages: 20140599-20140599
  • DOI: 10.1098/rsif.2014.0599
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 自由集会「社会性昆虫の”進化可能性”」 (2016)
  • Author(s): 下地博之、植松圭吾
  • Organizer: 日本生態学会第63回大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] オオシロアリにおける性特異的な生殖虫分化制御機構 (2015)
  • Author(s): 下地 博之、小口 晃平、林 良信、北條 賢、三浦 徹
  • Organizer: 第59回 日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 山形
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] トゲオオハリアリにおける順位行動から探る階層間相互作用 (2014)
  • Author(s): 下地博之
  • Organizer: 第33回日本動物行動学会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2014-11-01 – 2014-11-03
• [Presentation] Queen controls dopamine levels of workers in an ant (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Shimoji, Hitoshi Aonuma, Masato S Abe, Kazuki Tsuji, Toru Miura, Yasukazu Okada
  • Organizer: 2014 ICN
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Gamergate controls dopamine levels of workers in <i>Diacamma</i> sp. (2014)
  • Author(s): Hiroyuki Shimoji, Hitoshi Aonuma, Masato S Abe, Kazuki Tsuji, Toru Miura, Yasukazu Okada
  • Organizer: 17th Congress of the International Union for the Study of Social Insects (IUSSI)
  • Place of Presentation: ケアンズ (オーストラリア)
  • Year and Date: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [Presentation] トゲオオハリアリにおけるワーカーの脳内アミン濃度と女王接触頻度の関係 (2014)
  • Author(s): 下地 博之, 青沼 仁志, 岡田 泰和, 三浦 徹, 辻 和希
  • Organizer: 日本生態学会第61回大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場(広島県広島市)
  • Year and Date: 2014-03-16
• [Remarks]
  • URL: http://noah.ees.hokudai.ac.jp/~miu/miura_lab_japanese.html