昆虫の翅干渉色のスペクトローム解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06318
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 高橋 一男 神奈川大学, 理学部, 教授 (10450199)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 翅干渉色 / ハイパースペクトル画像

Outline of Annual Research Achievements

小さな昆虫の持つ、透明で薄い翅は、暗い背景で観察すると非常に鮮やかな薄膜干渉による構造色を発色する事が知られており、WIPs（Wing Interference Patterns）と呼ばれている。2011年に幅広い昆虫での発色が初めて報告され、それまで見落とされてきた重要な表現型である可能性が示唆されてきた。ハエ目やハチ目を含む幅広い分類群の昆虫で観察されるWIPsは、種内で非常に安定した形質で、外部形態に種間差が乏しい微小昆虫において、分類形質としても注目されている。しかし、未だに定量化法が確立されておらず、人間の視覚に基づいた可視表現型としてのみ活用されている。WIPsは、背側、腹側の2枚のシートからなる、昆虫の翅の微細な物理構造を反映する構造色のため、膨大な翅形態形成過程の変異の情報を保持する可能性がある。そのため、雌雄間、種間、発育環境間などでWIPsに量的な違いが生じる可能性が高い。しかし、このようなWIPs変異は、必ずしも人間の視覚で認識できるとは限らず、知覚の限界を超えた情報を活用する必要がある。WIPsの定量化法を確立し、その性差や種間差を記述する事によって、これまで未知であった微小昆虫におけるWIPsの変異やその生態学的意義を明らかにすることが可能となる。
令和3年度には、12種のショウジョウバエのWIPsの計測と解析、幼虫期の餌条件がWIPsに与える影響について検討を行った。その結果、ショウジョウバエのWIPsには明確な性差と種間差が存在することが示された。また、機械学習による、WIPsに基づいた種判別の可能性についても検討した結果、WIPsの評価方法によってその精度に大きな差が生じることが分かった。また、幼虫期の餌条件が成虫時のWIPsに有意に影響したことから、WIPsが成虫の適応度を示す指標になり得る可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

WIPsの撮影条件や解析条件の検討をしつつ、予定していた撮影、解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度中に、引き続き予定の解析を進める。撮影するショウジョウバエ種数を増やしつつ、WIPsの解析方法についても、引き続き検討を行いたい。

Causes of Carryover

ショウジョウバエの飼育状況にごくわずかな遅れが発生したため。