| Project/Area Number |
22K19310
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐倉 緑 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 拓哉 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (30456743)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 偏光視 / 宿主操作 / 偏光走性 / 寄生 / 複眼 |
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| Outline of Research at the Start |
多くの寄生者は自らの生存のために宿主操作を行うが、その神経機構には不明な点が多い。近年我々はハリガネムシに寄生されたカマキリ目昆虫が、水面からの反射光に含まれる水平偏光に誘引され、ハリガネムシが繁殖可能な水域へ入水する可能性を示した。本研究では、カマキリの水面からの偏光受容に関わる感覚情報処理経路とハリガネムシの寄生によって起こる変化を行動学的・組織学的・電気生理学的に明らかにすることで、偏光走性が入水行動に与える影響を評価し、寄生者による宿主操作のメカニズムとその生態学的意義を考察することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの寄生者は自らの生存のために宿主操作を行うが、その神経機構には不明な点が多い。近年我々はハリガネムシに寄生されたカマキリ目昆虫が、水面からの反射光に含まれる水平偏光に誘引され、ハリガネムシが繁殖可能な水域へ入水する可能性を示した。そこで本研究では、カマキリの水面からの偏光受容に関わる感覚情報処理経路とハリガネムシの寄生によって起こる変化を行動学的・組織学的・電気生理学的に明らかにすることで、偏光走性が入水行動に与える影響を評価し、寄生者による宿主操作のメカニズムとその生態学的意義を考察することを目的としている。
今年度は以下の2点について解析をすすめた。
1) 偏光走性を生じさせる偏光度閾値の調査：被寄生カマキリの水平偏光に対する走性を引き起こす偏光の強さ（偏光度）が、実際に彼らが野外で受容する水面からの反射光の偏光度に対応しているのかについて確認するため、様々な偏光度の光刺激を用いてＴ迷路による選択実験を行った。その結果、偏光度が強くなるに従って偏光走性も強くなり、走性の発現にはある程度の偏光度が必要であることが明らかとなった。現在、野外の様々な水条件の反射光の偏光度を測定し、カマキリがどのような水域に誘引されるのかについて検証をすすめている。
2) 偏光センサーの組織学的・電気生理学的解析：カマキリの複眼のうち、宿主操作の際に水面からの反射光を受容するであろう前方腹側の個眼集団について、水平偏光に対する感度をERG（網膜電図）測定によって電気生理学的に解析したところ、寄生によって感度の上昇が起こることが示唆された。これらの感度上昇は垂直偏光や非偏光では顕著でないため、水平偏光特異的に感度の変化が起こると考えられる。そこで、これらの個眼が水平偏光を検出するメカニズムを解明するため、個眼の微細構造の透過型電子顕微鏡による観察をすすめている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、カマキリの水面からの偏光受容に関わる感覚情報処理経路と、ハリガネムシの寄生によって起こる変化を明らかにすることで、偏光走性が入水行動に与える影響を評価し、寄生者による宿主操作のメカニズムとその生態学的意義を考察することを目的としている。今年度の実験により、走性を引き起こす光条件の絞り込みと、入水時の偏光センサーと考えている複眼前方の個眼集団の感度変化が寄生によって生じることを示唆することができた。これらの結果に加えて、現在すすめている個眼の微細構造の解析結果を踏まえて、来年度は予定通り、偏光走性が入水行動に与える影響のモデル検証にすすむことができると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在すすめている、個眼の光受容部位である感桿の体積や視細胞の微絨毛配列の組織学的解析により、カマキリの複眼における水平偏光受容のメカニズムを解明するとともに、寄生による偏光感度変化との関係について考察する。また、別途すすめてい応答感度とその寄生の有無による違いを明らかにする。
また、これまでの行動学的・生理学的・組織学的実験の結果を踏まえ、モデル検証によって、個体レベルで起こる偏光走性の変化で自然環境における生じる入水頻度の空間分布をどの程度説明できるかを評価することで、ハリガネムシ個体群の存続可能性やハリガネムシによって起こるエネルギー流の重要性を明らかにし、寄生者による宿主操作のメカニズムとその生態学的意義について考察する。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
