Regulation of worker reproduction and the evolution of cuticular hydrocarbons as a signature of reproductive potential

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06836
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: Tsuchida Koji 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (00252122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 朋子 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (50588150)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ワーカー産卵 / ポリシング / 体表炭化水素 / 移植実験

Outline of Final Research Achievements

Changes in cuticular hydrocarbons of egg-laying workers and queens of the paper wasp (Polistes chinensis) were continuously collected immediately after worker hatching and every week thereafter, and analyzed by GC/MS. The results showed that egg-laying workers did not show any particular change in their cuticular hydrocarbons before and after acquiring egg-laying ability, and were clearly distinguishable from those of the queen, suggesting that cuticular hydrocarbons function as a signal for the queen. In addition, egg transfer experiments revealed that 16.2% (12/74) of the eggs survived in other colonies, and 75% (9/12) of them originated from a particular colony. This result indicated the presence of intercolony variation in the cuticular hydrocarbons of the eggs and the presence of colonies with a strong signal.

Free Research Field

昆虫生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

産卵の能力を獲得したワーカーは、体表炭化水素が女王化するのでは無く、女王とワーカーは明確に区別されることが明らかとなり、女王とワーカーは不可逆的に決定されることが明らかとなった。また、特定のコロニーが強い女王的なシグナルが存在することが明らかとなった。これまで、ワーカーは産卵能力獲得後は女王的になることがPolistes dominulaで報告されてきたが、今回の発見は、それ以外の道筋が存在することを強く示唆している。また、女王シグナルには強いコロニーと弱いコロニーが存在することが明らかとなり、女王間にもシグナル変異が存在することを示した初めての知見と考えられる。