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社会性昆虫クロオオアリの巣仲間認識機構の神経生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K07446
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関福岡大学

研究代表者

横張 文男  福岡大学, 理学部, 非常勤講師 (20117287)

研究分担者 渡邉 英博  福岡大学, 理学部, 助教 (90535139)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード電気生理学 / 化学受容 / 触角感覚子 / 体表炭化水素 / インパルス応答 / クロオオアリ / 社会性昆虫 / 巣仲間識別 / 触角錐状感覚子 / 嗅覚 / 前大脳 / 抗体染色 / 神経伝達物質 / 触角葉 / 電気生理 / 感覚子の機能的分類 / 受容ニューロンの応答スペクトラ / 真社会性昆虫 / 神経生物学 / 錐状感覚子 / 電気生理実験 / 巣仲間認識 / 触角感覚系
研究成果の概要

クロオオアリは同巣の仲間を異巣の仲間から識別することができる。この識別は体表炭化水素(CHC)の巣特異的な濃度組成の違いによる。CHCは18種あり雌特異的な錐状感覚子にある約140本の感覚ニューロン(SN)で受容している。本研究ではCHCに対する個々のSNのインパルス応答を同定して調べた結果、各CHCにはそれぞれ異なる組み合わせのSNが応答していた。異巣のアリのSNは異なるCHC応答スペクトラを示し、同巣のアリでも1か月以上経つとSNの応答スペクトラが変化していた。これはCHCブレンドについての感覚情報が変化したことおよび、これによって巣仲間と非巣仲間が区別できていることを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会性昆虫では同種であっても異なるコロニーの個体に対して不寛容な場合が多い。クロオオアリでも巣仲間と非巣仲間の個体を識別する。その識別には体表炭化水素(CHC)の濃度組成の違いであることが行動実験で示されていたが、そのCHC濃度組成の違いをどのようにクロオオアリが区別しているのかが不明であった。本研究によってCHCを触角の嗅感覚子の感覚ニューロンが匂いとして受容し、CHC組成の違いにより各感覚ニューロンの応答スペクトラが異なることによって巣仲間・非巣仲間を識別していることがわかった。この結果は他の社会性動物の社会性維持の研究や社会性害虫の駆除方法の考案に役立つことが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Sensory neurons that respond to sex and aggregation pheromones in the nymphal cockroach2020

    • 著者名/発表者名
      Tateishi Kosuke、Nishimura Yukihiro、Sakuma Masayuki、Yokohari Fumio、Watanabe Hidehiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1599-1615

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58816-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two types of sensory proliferation patterns underlie the formation of spatially tuned2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hidehiro、Koike Yukino、Tateishi Kosuke、Domae Mana、Nishino Hiroshi、Yokohari Fumio
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 526 号: 16 ページ: 2683-2705

    • DOI

      10.1002/cne.24524

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two parallel olfactory pathwary for processing general odors in a cockroach2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H, Nishino H. Mizunami M. Yokohari F.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 11 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3389/fncir.2017.00032

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 社会性昆虫クロオオアリの巣仲間認識機構の解明に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      横張文男、渡邉英博
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 52(9) ページ: 36-39

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organization of the antennal lobes in the praying mantis (Tenodera aridifolia)2017

    • 著者名/発表者名
      Carle T. Watanabae H. Yamawaki Y. Yokohari F
    • 雑誌名

      Journal of comparative neurology

      巻: 525 号: 7 ページ: 1685-1706

    • DOI

      10.1002/cne.24159

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Complete identification of four giant interneuronssupplying mushroom body calyces in the cockroach Periplaneta americana2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi N., Katoh K., Watanabe H., Nakayama Y., Iwasaki M., Mizunami M., Nishino H.
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 525 号: 1 ページ: 204-230

    • DOI

      10.1002/cne.24108

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Status of and future research on thermosensory processing2016

    • 著者名/発表者名
      Mizunami M, Nishino H, Yokohari F,
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 7 ページ: 150-150

    • DOI

      10.3389/fphys.2016.00150

    • NAID

      120005766749

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ワモンゴキブリ幼虫の性および集合フェロモン応答性嗅感覚細胞の同定2019

    • 著者名/発表者名
      立石康介、佐久間正幸、横張文男、 渡邉英博
    • 学会等名
      第72回日本動物学会九州支部会他三学会合同長崎大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ワモンゴキブリの後胚発生に伴う嗅感覚細胞のフェロモン応答特性の変化2019

    • 著者名/発表者名
      立石康介、横張文男、 渡邉英博
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sensory reception of cuticular hydrocarbons for the nestmate and non-nestmate discrimination in the Japanese carpenter ant2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hidehiro, Ogata Shoji, Noudomi Nonoka, Matsubara Ryosuke, Ozaki Mamiko, Yokohari Fumio
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第40回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ワモンゴキブリ幼虫の性および集合フェロモン受容の感覚子の同定とその特徴2018

    • 著者名/発表者名
      立石康介、渡邉英博、田中真史、西村至央、佐久間正幸、横張文男
    • 学会等名
      第62回日本応用動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Interspecies and intercaste comparisons of antennal lobe constitution in seven species of termite2017

    • 著者名/発表者名
      Haruka Koga, Hidehiro Watanabe, Hiroshi Nishino, Masaru Hojo, Wakako Omura, Takuma Takanashi, Fumio Yokohari
    • 学会等名
      2017 ISCE/APACE
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of sex and aggregation pheromone-receptive sensilla in nymphal cockroaches2017

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Tateishi, Hidehiro Watanabe, Masashi Tanaka, Yukihiro Nishimura, Masayuki Sakuma, and Fumio Yokohari
    • 学会等名
      2017 ISCE/APACE
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative study of antennal lobe glomeruli in seven species of termites2017

    • 著者名/発表者名
      Haruka Koga, Hidehiro Watanabe, Hiroshi Nishino, Masaru Hojo, Wakako Omura, Takuma Takanashi, Fumio Yokohari
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Antennal sensilla receiving sex and aggregation pheromones on nymphal cockroaches2017

    • 著者名/発表者名
      Kousuke Tateishi, Hidehiro Watanabe, Masashi Tanaka, Yukihiro Nishimura, Masayuki Sakuma, and Fumio Yokohari
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Two parallel coding strategies to process general odor in basal insects2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe 1. Nishino 1. Mizunami U. Yokohari F.
    • 学会等名
      The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeeting of the Zoologocal Society of Japan
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel device for stimulation with refractory CHCs, key substances fro nestmate discrimination on antenall receptor l2016

    • 著者名/発表者名
      Ogata S. Watanabe H. Ozaki M. Mastubara R. Yokohari F.
    • 学会等名
      第38回日本比較生理生化学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 01factory processing via temporally and spatially segregated parallel pathways in an insect brain2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H. Nishino H. Mizunami U. Yokohari F.
    • 学会等名
      Environmental Sensing and Animal Behavior
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Postcmbryonic development of sex pheromone-receptive olfactory sensory neurons in the cockroach2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe H. Koike Y. Nishino H. Yokohari F.
    • 学会等名
      17th International Symposium on Olfaction and Taste
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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