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Elucidation of the mechanism of host web manipulation by spider-ectoparasitoids based on the molecular mechanism of web-building behavior

Research Project

Project/Area Number 19K16235
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

TAKASUKA Keizo  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任助教 (00726028)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsナガコガネグモ / ジョロウグモ / 網操作 / 造網行動 / アカクモヒメバチ / マイクロインジェクション / クモ / クモヒメバチ / 行動操作 / インジェクション / 造網行動操作
Outline of Research at the Start

クモヒメバチの幼虫がクモに外部寄生し、寄生終期に自身に都合のよい網に変えさせるために造網行動を操作する“網操作”現象の分子機構を解明することを最終目標とし、クモの造網行動の生体内分子機構およびクモヒメバチ幼虫の操作フェイズにおける発現変動遺伝子の解明にあたる。
健常クモの造網行動を司る生体内分子機構の構築および操作フェイズの発現変動遺伝子の特定ができれば、両者の突き合わせによって、クモヒメバチが造網行動生理のどこにどのように干渉し、網操作を実現しているのか解明できるかもしれず、網操作の分子機構解明の大きな手がかりになることが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

In order to identify the antagonists of the neuroreceptors involved in spider's web-building behavior, I observed the changes in behavior after injecting bioactive substances, mainly neurotransmitters, into the spider's abdomen, but I was unable to identify the antagonists during the study period due to problems with the efficiency of the injection system. However, several bioactive substances that did not affect the web-building behavior were identified from the negative results.
I also found a spider-ectoparasitoid, Eriostethus rufus, which most probably parasitized a nephiline spider, Trichonephila clavata, supposed by several circumstantial evidences left in the modified web from which the wasp cocoon hung, in Tsuruoka city, Yamagata Prefecture. This is a new host record of the species and even among all spider-ectoparasitoids, and thus the first case of web manipulation against T. clavata.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

網を作るというクモの造網行動はよく知られているものの、その分子機構はほとんどわかっていない。今回造網行動の生理基盤を司る生理活性物質のスクリーニングを目指し、特定には至れなかったものの、造網生理には関与していない複数の物質を明らかにできたほか、クモへのインジェクション実験確立に近づく土台を築けた。これらの基礎的な知見や技術の蓄積は、タンパク質マテリアルになりうるクモ糸の生体内合成メカニズムや造網行動の神経生理の解明に向けた足掛かりとなる。
また、一般にも広く知られるジョロウグモで初めて寄生バチの存在を発見し、その造網行動を操作していることを明らかにしたことは一般社会に対してもインパクトがある。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The northernmost record of the genus Eriostethus (E. rufus) Uchida, 1932 (Hymenoptera, Ichneumonidae) with an indication of new host, Trichonephila clavata kock, 1878 (Araneae, Araneidae) and its web manipulation2021

    • Author(s)
      Takasuka Keizo
    • Journal Title

      Entomological Communications

      Volume: -

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The second record of <I>Allagelena opulenta</I> (Araneae, Agelenidae) parasitized by the spider-ectoparasitoid,<I> Brachyzapus nikkoensis</I> (Hymenoptera, Ichneumonidae)2019

    • Author(s)
      Takasuka Keizo
    • Journal Title

      Acta Arachnologica

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 77-80

    • DOI

      10.2476/asjaa.68.77

    • NAID

      130007777522

    • ISSN
      0001-5202, 1880-7852
    • Year and Date
      2019-12-20
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of manipulative effects by an ichneumonid spider-ectoparasitoid larva upon an orb-weaving spider host (Araneidae, Cyclosa argenteoalba) by means of surgical removal and transplantation2019

    • Author(s)
      Takasuka Keizo
    • Journal Title

      Journal of Arachnology

      Volume: 47 Issue: 2 Pages: 181-189

    • DOI

      10.1636/joa-s-18-082

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Discovery of a bagworm devouring an orb-web2019

    • Author(s)
      Koshidaka Naoki, Takasuka Keizo
    • Journal Title

      Arachnology

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 147-149

    • DOI

      10.13156/arac.2018.18.2.147

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] メタボローム解析を用いたクモ寄生バチによる造網行動操作の責任物質探索2020

    • Author(s)
      髙須賀圭三,平山明由,曽我朋義,冨田勝,河野暢明,荒川和晴
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] クモヒメバチ産卵行動様式の大進化2020

    • Author(s)
      髙須賀圭三,Niclas R. Fritzen,田仲義弘,松本吏樹郎,前藤薫,Mark R. Shaw
    • Organizer
      日本蜘蛛学会第52回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] タイトル未定2020

    • Author(s)
      髙須賀圭三
    • Organizer
      基礎生物学研究所 動物行動学研究会 第3回研究集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ゴミグモヒメバチ属3種による操作網の種間プロパティ比較2019

    • Author(s)
      髙須賀圭三,原口岳,安井知己,河野暢明,荒川和晴,冨田勝,前藤薫
    • Organizer
      日本蜘蛛学会第51回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 行動から見るクモ寄生バチによる造網行動操作の究極要因と至近要因(2019年度日本動物行動学会賞受賞講演)2019

    • Author(s)
      髙須賀圭三
    • Organizer
      日本動物行動学会第38回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 趣旨説明(シンポジウム『現在~未来の蜘蛛学を担う若者たちのクモトーク』)2019

    • Author(s)
      髙須賀圭三
    • Organizer
      日本蜘蛛学会第51回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] 寄生バチと狩りバチの不思議な世界2020

    • Author(s)
      前藤薫
    • Total Pages
      350
    • Publisher
      一色出版
    • ISBN
      9784909383129
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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