The adaptive significance and formation logic of 'mystery circles' constructed by a goby on seabeds

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06847
• 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: Natural History Museum and Institute, Chiba
• Principal Investigator: Kawase Hiroshi 千葉県立中央博物館, 分館海の博物館, 主任上席研究員 (10270620)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 繁殖生態 / 産卵行動 / 営巣 / 卵保護 / ハゼ科魚類 / 形成アルゴリズム / シミュレーション / バイオミメティクス

Outline of Final Research Achievements

The sand goby, Hazeus ammophilus, inhabited muddy bottoms and bred year-round in Okinawa. It used bivalve shells and other materials as spawning substrates, forming radial ditches around them. Males mated with multiple visiting females at their nests, indicating a male-territory-visiting polygamous mating system. After spawning, paternal egg-care behavior was observed: males repel intruders and cover the eggs by blowing sand, protecting them from predators. Upon nest initiation, males repeatedly dug radial ditches outward from the substrate's edge and swept out accumulated sand from the spawning substrates. Consequently, sand gradually accumulated around the substrate, stabilizing it on the seabed.

Free Research Field

魚類生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の発端となったアマミホシゾラフグがつくる「ミステリーサークル」は真円に近いのに対して，サキンハゼではいびつな楕円となっていた。フグでは3つの単純なルールのもとで掘削行動を繰り返すと，必然的に放射状構造が形成されることがコンピュータシミュレーションで明らかにされている。これに対して，ハゼでは産卵基盤の縁から外側へ向かって溝を掘り進めること，溝の長さにばらつきがあることから，溝の先端を繋いだ形状は基盤の形状に依存するとともに凹凸が生じていた。すなわち，フグとハゼの巣は放射状に並ぶ溝に囲まれている点では共通しているが，形成アルゴリズムの差異が全体の形状に大きな影響を与えていた。