原生生物の探索行動を創発する機構の数理モデル

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03430
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 伊藤 賢太郎 法政大学, 生命科学部, 講師 (20528351)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 数理モデル / 探索行動 / 粘菌

Outline of Annual Research Achievements

粘菌という原生生物が自ら移動しながら栄養源を獲得するための戦略を明らかにするため、引き続き数理モデルと実験の両面から研究を行った．新たに購入した実験装置のおかげで、粘菌の飼育、実験環境が改善したことにより、より高い精度の実験が行えるようになった。さまざまな環境での粘菌の移動能力を調べるとともに、特にシンプルな系での粘菌の移動能力を調べることに力点を置いて実験を進めてきた。
粘菌の探索能力を調べる上で、粘菌の先端の移動速度は探索の効率性にかかわる最も重要な要素である。もっともシンプルな実験系である「直線上の経路内を一方向に進む粘菌」の移動速度については、質量と速度の関係が先行研究により明らかになっている。だが、複数の方向に進む場合や、先端の数を増やして分岐路を通っていく場合などについてはまだ多くのことがわかっていなかった。例えばT字型の分岐路があった場合に、先端が行き止まりに突き当たったのち、先端が２つ分裂し左右の経路に同時に進む場合と、分裂せず左右のどちらかだけに進む場合を考えてみると、「分裂した先端の速度」と「分裂せずに進んだ先端の速度」の比がわかれば、両者の戦略としての効率性を議論することができる。粘菌は本来寒天培地のような開けた場所ではなく朽木のような入り組んだ構造物の隙間に入り込んでいることが多いので、こういった分岐をもつ経路はより本来の環境に近い状況といえる。さまざまな質量、形状の経路において分岐点前後の先端の速度の時間変化を調べた結果、当初の予想よりも先端分裂後の速度低下は小さいことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度までの実験の遅れが尾を引いているが、現時点では実験環境は無事整ったので研究を進める上での支障はない。

Strategy for Future Research Activity

１年の期間延長が認められたので、遅れた分の実験を行い、速やかに数理モデルにフィードバックさせていきたい。

Causes of Carryover

研究が遅れたことと新型コロナ感染症拡大という情勢から、研究成果発表のための学会出張費が使えなかった。１年の研究期間延長が許されたので、研究成果発表のために研究費を使う予定である。