Does a geometrical model uniformly explain various escape direction patterns of animals?
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems Science of Bio-navigation |
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| Project/Area Number |
19H04936
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
河端 雄毅 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (50606712)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 逃避方向 / 逃避経路 / 被食回避 / 対捕食者行動 / 幾何学モデル / 魚類 / コオロギ / 自動逃避装置 |
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| Outline of Research at the Start |
車にひかれそうになったり、犬が急に襲ってきたりしたら、どの方向に逃げますか？その逃げる方向（逃避方向）は危険を回避するのに良い方向でしょうか？このような疑問を、幅広い動物群で明らかにすべく研究を行います。まず、昆虫、エビ・カニ、魚など様々な動物を捕食者の模型や空気流刺激で驚かして逃避行動のデータを取得します。また、捕食魚、カエル、コウモリの捕食行動データも取得します。そして、得られたデータを開発中の幾何学モデル（いわゆる中学高校での平面図形）に当てはめることで、一見すると動物種や実験条件によって様々な逃避方向パターンが、1つの理論で説明できるかどうかを明らかにします。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、独自の幾何学モデルを移動様式が大きく異なる複数の捕食者-被食者系に適用することにより、一見すると多様な逃避方向パターンが1つの法則で成り立っているかどうかを検証することであった。2021~2022年度は以下の3つの研究を実施した。
①幾何学モデルによる説明：実測データからパラメータを推定し、シミュレーションにより有効な逃避方向を推定した。モデルの推定精度を調べるために、実データからのずれを従来の幾何学モデルと比較した。その結果、魚類などの多くの動物で観察されている2方向への逃避パターン、並びに昆虫などで時折観察される1方向への逃避パターンが説明できることが分かった。また、この幾何学モデルでは、コウモリから逃げる蛾やカエルなどで観察される捕食者側に逃避する行動が説明できなかった。そこで、捕食者が被食者の動きに合わせて、ある程度まで追跡経路を調節できるモデルに拡張した。その結果、捕食者側に逃避する行動も説明できることが分かった。
②自動逃避装置の開発：上記の2方向への逃避が捕食者に学習されるのを防ぐ効果もあるかどうかを検証するために、計画班との共同研究で捕食者が近づいた際に餌が自動で逃避する装置を開発した。
③仮想空間上での捕食被食実験：コオロギの運動は複雑で、上記の幾何学モデルの前提が成り立たなかった。そのため、カエルに攻撃されるコオロギに関しては、仮想空間上での捕食被食実験を行った。まず、計画班から提供いただいた気流刺激からのコオロギの逃避行動をコンピュータ上で再現した。そして、新たに計測したカエルの捕食行動を重ね合わせ、捕食・逃避の判定を行った。その結果、事前に音刺激があるとコオロギが逃避方向を変えるという行動が、被食回避のためであることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(36 results)
