| Project/Area Number |
23K23966
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| Project/Area Number (Other) |
22H02703 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
安房田 智司 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (60569002)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神尾 道也 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (30578852)
邉見 由美 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 助教 (40829206)
近藤 湧生 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特任助教 (10965099)
幸田 正典 大阪公立大学, 大学院文学研究科, 客員教授 (70192052)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | 認知進化生態学 / 相利共生 / 寄生 / 魚類 / 甲殻類 / テッポウエビ / コミュニケーション / 音声 |
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| Outline of Research at the Start |
海産動物では多様な共生/寄生関係が知られるが、これらの関係は、単純な生得的・反射的行動で維持されると長年考えられてきた。本研究では、「魚類や甲殻類が高度な認知能力を持つ」という新たな「認知進化生態学（行動・進化生態学と比較認知科学の融合）」の視点から、エビ－ハゼとクマノミ－イソギンチャクの相利共生、ウニ－カニの寄生を対象とし、共生/寄生の実態と維持機構、異種間の情報伝達機構を野外観察や水槽実験、生化学分析により解明する。本研究の成果は、海産動物の共生/寄生の理解に貢献するだけでなく、動物全体の「賢さ」の見直しにも繋がる重要な課題である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、（1）テッポウエビ-ハゼ、（2）クマノミ-イソギンチャクを相利共生系のモデル、（3）カニ-ウニを寄生系のモデルとし、野外調査、水槽実験、生化学分析などの手法を用いて、認知進化生態学の視点から研究を実施し、共生の実態と維持機構、異種間の情報伝達機構を解明することを目的とする。
（1）テッポウエビとハゼの相利共生関係は多様で、義務的共生種と希薄な繋がりの日和見的共生種がいるが、なぜ多様なのかは不明であった。しかし、私たちの研究から餌の乏しい環境では、餌で繋がる義務的共生関係を築くと分かった。共生関係の繋がりの強さが環境中の餌量で決まるという仮説（餌量仮説）を立て、2022年度は異なる餌環境でエビ4種ハゼ7種の行動を比較した。その結果、共生関係の繋がりの強さが環境中の餌量の違いで決まることが明らかになった。しかし、これまでの種間比較では種の違いが行動の違いを生み出している可能性を排除できない。そこで2023年度は、ベントス量が徐々に変化するような地点で同種のエビハゼペアを観察することで、餌量仮説の証明を試みた。西表島沿岸で場所と種の選定を入念に行い、エビハゼの2ペア種を選定し、行動観察を行い、環境中の餌量を調べた。まだ、解析中ではあるが、概ね餌量の違う場所では同種であってもエビハゼペアの行動が異なることが分かってきた。
（2）クマノミの宿主イソギンチャクに対する給餌行動の研究については、成果がまとまり、現在、論文を投稿中である。共生関係以外にも、クマノミの社会構造、特に古典的一妻多夫様の行動をする雌を継続して調査したほか、これまで報告例のない一夫多妻のクマノミを発見し、行動観察と卵の採集を行った。
（3）ゼブラガニの雄を誘引する雌のフェロモンの同定を試みた。複数雌のフェロモンを集めてNMR等を行ったものの、カニが小さくフェロモン量が少ないため同定には至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究内容の（1）テッポウエビとハゼ共生関係の実態解明については、2022年度の種間比較に加え、餌量の異なる環境に生息する同種のエビハゼペアを調べることで、餌量仮説の証明を試みた。西表島沿岸で場所と種の選定を入念に行うことで、エビハゼの2ペア種を選定できたことが一つ大きな進展である。概ね餌量の違う場所では同種であってもエビハゼペアの行動が異なることが分かってきたため、2024年度の調査で餌量仮説をほぼ証明できると考えている。エビとハゼの餌量仮説についての研究成果は、現在、論文を執筆中であるが、複数の成果を発表できるように集中的に進める。
研究内容の（2）クマノミの宿主イソギンチャクに対する給餌行動については、論文執筆も終了し、現在投稿中であり、十分な進展があったと言える。また、共生関係以外にも、クマノミの社会構造、特に古典的一妻多夫様の行動をする雌の行動を調べることによって、イソギンチャクの資源の制約が配偶システムに大きく影響していることが初めて分かってきている。また、これまで報告例のない一夫多妻のクマノミの発見は、インパクトのある報告になると考えており共生関係以外の研究も大きな進展があったと言える。
研究内容の(3）ゼブラガニの雄による宿主ラッパウニの行動操作については、野外で採集してきたゼブラガニを用いて雌のフェロモン分析を行った。カニのサイズが小さくフェロモンを同定できなかったものの、使用個体数を増やすなど、工夫をすることで同定できる手応えは得ている。
以上のように、2023年度は、共生の実態と維持機構の解明に向けて認知進化生態学的研究を予定通り進めることができた。また、特異な生態を持つクマノミの社会構造に関しても新たな知見を得ることができた。このことから、概ね順調に研究が進んでいると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、2023年度に引き続き（1）テッポウエビ-ハゼ、（2）クマノミ-イソギンチャクを相利共生系、（3）カニ-ウニの寄生系をモデルとして、認知進化生態学の視点から研究を進める。野外調査を中心に研究を行うが、認知については水槽実験を、フェロモン分析については実験室で生化学分析や行動実験を行う。
（1）2024年度は、2023年に引き続きベントス量が徐々に変化するような地点で同種のエビハゼペアを観察することで、餌量仮説を証明する。2023年度に選定したエビハゼの2ペア種を対象に、西表島の餌環境の異なる複数地点でエビとハゼの行動観察を実施するとともに餌量を調べる。餌量についてはベントスの資源量だけでなく、昨年方法を確立した有機物量も調べる。また、今年度はエビハゼペアを採集し、胃内容物も調べる。安定同位体分析や腸内のメタゲノム解析も視野に入れている。またエビの認知能力の高さを解明するため、テッポウエビの個体識別能力を水槽実験により調べる。さらに、巣内が見える水槽を用いて、巣内でのテッポウエビとハゼのコミュニケーションを明らかにする。
（2）2024年度は大学院生がパプアニューギニアで同所的に生息するクマノミ類数種の社会構造の調査を行っている。社会構造の調査に加え、クマノミの給餌行動がクマノミ属に広く見られること、さらに自分の宿主イソギンチャクとそうでない宿主とは、区別し、宿主選択的に給餌行動を行うことも検証する。
（3）2024年度は、2023年度に引き続き雄の行動を引き起こす未同定の匂い物質である雌フェロモンを同定する。雌の尿中の物質を各種クロマトグラフィーで分画し、フェロモン活性物質を室内行動実験で確認しながら単離し、NMRと質量分析で化学構造を決定する。
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