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昆虫社会における自律分散的制御機構の進化

研究課題

研究課題/領域番号 20033015
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関琉球大学 (2009)
鹿児島大学 (2008)

研究代表者

辻 瑞樹  琉球大学, 農学部, 教授 (20222135)

研究分担者 菅原 研  東北学院大学, 教養学部, 准教授 (50313424)
山岡 亮平  京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 教授 (00111948)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2009年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2008年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード昆虫 / 行動学 / モデル化 / 知能ロボティックス / 進化 / 信号物質
研究概要

個体としては非力なアリが集団として高い機能を発揮するのはなぜか。超個体としてのアリのコロニーには個体の脳・神経ネットワークに相当する固定的な情報伝達処理システムは存在しない。かわりに、コロニーを構成する個体が移動しながら局所的情報に対し単純なルールに従い反応しているだけである。にもかかわらず適切に制御されるのは、これまでの研究によれば、ルールに内在するフィードバック機構が社会全体を「適応的状態」に自己組織化するからである。本研究では、まず(1)アリがコロニーサイズに依存し適切に行動を切り替える化学生態学的基盤と自己組織化的制御機構の解明を行い、つぎに(2)そのようなシステムを自然発生させた進化力学的機構の考察を目的とした。最終年度の本年度はこれまでの成果を取りまとめ、発表につとめた。まず、コロニーサイズの変化に反応し女王やワーカーがどう行動や内部状態を切り替えるのが自然選択上生き残る戦略なのか、集団遺伝学的な数理モデル(動的ゲームモデル)を発表した(Ohtsuki & Tsuji 2009)。その結果、単女王性女王1回交尾下でもワーカー間の相互産卵監視行動が進化しることが予測されたが、これは従来の理論とは異なる予測である。このモデルが予測するワーカー産卵およびその監視行動のコロニーサイズ依存性をトゲオオハリアリ(Kikuchi et al. 2008)でテストした。結果はモデルの予測(大コロニーではワーカー産卵が制御されないのが適応的)を強く支持するものであった。また、個体間接触で伝達される局所情報に依存した行動の切り替えに関する自己組織化モデルを立て、トゲオオハリアリでテストしに。モデルの予測は実アリのコロニーサイズ依存的行動をよく説明した。その一方で、省エネルギー的な個体の行動規則と、個体の内部状態を伝える信号物質としての炭化水素の存在が実験的に証明された。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (28件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Seasonal and daily activity patterns of tramp and endemic ants in the northern forest of Okinawa Island2009

    • 著者名/発表者名
      Suwabe, M., Ohnishi, H., Kikuchi , T., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Ecological Research 24

      ページ: 637-643

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive reproduction schedule as a cause of worker policing in social Hymenoptera : a dynamic game analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, H., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      The American Naturalist 173

      ページ: 747-758

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] What brings peace to the world of ants (Hymenoptera : Formicidae)?2009

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Myrmecological News 13

      ページ: 131-132

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive reproduction schedule as a cause of worker policing in social Hymenoptera : a dynamic game analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, H., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      The American Naturalist (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal and daily activity patterns of tramp and endemic ants in the northern forest of Okinawa Island2009

    • 著者名/発表者名
      Suwabe, M., Ohnishi, H., Kikuchi, T., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Ecological Research (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Queen succession through asexual reproduction in termites2009

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, K., Vargo, E. L., Kawatsu, K., Labadie, P. E., Nakano, H., Yashiro, T., Tsuii, K.
    • 雑誌名

      Science 323

      ページ: 1687-1687

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cheater genotypes in the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus2009

    • 著者名/発表者名
      Dobata, S., Sasaki, T., Mori, H., Hasegawa, E. Shimada, M., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society of London, Series B 276

      ページ: 567-574

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of eleven nuclear micros atellite loci for the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus2009

    • 著者名/発表者名
      Dobata, S., Hasegawa, E. and Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Molecular Ecology Resources (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in relative importance of multiple social regulatory forces with colony size in the ant Diacammasp. from Japan2008

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T., Nakagawa, T., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Animal Behaviour 76

      ページ: 2069-2077

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small queens and big headed workers in a monomorphic ponerine ant2008

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T., Mivazaki, S., Ohnishi, S., Takahashi., Nakajima, Y., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Naturwissenschaften 95

      ページ: 963-968

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A cheater lineage in a social insect : Implications for the evolution of cooperation in the wild2008

    • 著者名/発表者名
      Dobata, S. and Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Communicative and Integrative Biology 2

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis and modeling of ants' behavior from single to multi-body2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshikatsu Hayashi, Mai Yuki, Ken Sugawara, Tomonori Kikuchi and Kazuki Tsuii
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Life and Robotics

      ページ: 120-123

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis and Modeling of Diacamma workers' Behavior2008

    • 著者名/発表者名
      Mai Yuki, Yoshikatsu Hayashi, Ken Sugawara
    • 雑誌名

      Proc. of 14th Int. Symp. on Artificial Life and Robotics

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Durability of the effect of gainergate presence information in Diacamma sp. from Japan.

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T., Suwabe, M., Tsuji, K.
    • 雑誌名

      Physiological Entomology (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ovarian development and insulin-signaling pathways during reproductive differentiation in the queenless ponerine ant Diacamma sp.

    • 著者名/発表者名
      Okada, Y., Miyazaki,S., Miyakilwa, H., Ishikawa,A., Tsuji, K., Miura, T
    • 雑誌名

      Journal of Insect Physiology (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 沖縄島ヤンバル地域の林道における外来アリ類と甘露排出者の共生関係2010

    • 著者名/発表者名
      田中宏卓・大西一志・立田晴記・辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第57回大会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Sex and non-sex in insect social evolution : an overview2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuji
    • 学会等名
      日本生態学会第57回大会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ethology meets robotics動物行動学とロボット工学のホットな出会い-はじめに2009

    • 著者名/発表者名
      辻和希
    • 学会等名
      日本動物行動学会第28回大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2009-11-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 伝的には不死身の女王 : シロアリの単為生殖による後継女王の生産2009

    • 著者名/発表者名
      松浦健二、VARGO Edward、辻和希
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] グルーミング行動がアリの集合や生存に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      奥野正樹、辻和希、藤崎憲治
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 侵略的外来種アシナガキアリの侵入に林道が与える影響2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪部真友子、辻和希、東正剛
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 日本産トゲオオハリアリにおけるgamergate認識と炭化水素との関係2009

    • 著者名/発表者名
      藤木悠里、辻和希、藤原直、秋野順治、山岡亮平
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 働かないアリどうしのケンカ-アミメアリ種内社会寄生者間の繁殖競争-2009

    • 著者名/発表者名
      森英章, 千葉聡, 辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] オキナワマドボタルの繁殖戦略2009

    • 著者名/発表者名
      名護ほたる、辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 侵略的外来種アシナガキアリの森林への侵略に及ぼす道路の影響2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪部真友子、辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 生活史理論がつなぐ超個体の進化、群集、保全2009

    • 著者名/発表者名
      辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 撹乱環境下での、アリのコロニー分割比と拡散距離のトレードオフについて2009

    • 著者名/発表者名
      中丸麻由子、高田壮則、大槻亜紀子、辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 侵略アリ研究の現状と課題-平衡群集観への挑戦2009

    • 著者名/発表者名
      辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ソテツ上に発生するカイガラムシとアリの興味深い分布パターン2009

    • 著者名/発表者名
      田中宏卓、辻和希
    • 学会等名
      日本生態学会第56回大会
    • 発表場所
      岩手県立大学
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] トゲオオハリアリのワーカーは女王の卵から女王の存在の有無を知る事ができるか?2009

    • 著者名/発表者名
      下地博之・藤木悠里・辻和希・山岡亮平
    • 学会等名
      日本動物行動学会第28回大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 病原菌に対する可塑的な行動としてのグルーミング行動2009

    • 著者名/発表者名
      奥野正樹・辻和希・藤崎憲治
    • 学会等名
      日本動物行動学会第28回大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Identification of the chemical bond between leader and follower ants during tandem running in Diacamma sp. from Japan (Hymenoptera : Form icidae)2009

    • 著者名/発表者名
      N.Fujiwara-Tsujii, K, Tokunaga, T.Akino, K.Tsuji, R.Yamaoka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Mobiligenc
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of ant's behavior from single to multibody2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sugawara, M.Yuki, Y.Hayashi, K.Yaegashi, T.Kikuchi, K.Tsuji
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Mobiligenc
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Colony-size dependent adaptive strategies in an ant society and their underlying self-organized regulation2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuji, H.Ohtsuki, H.Shimoji, T.Kikuchi, H.Ohnishi, M.Yuki, K.Yaegashi, Y.Hayashi, K.Sugawara, R.Yamaoka
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Mobiligenc
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ethological Analysis of Ant's Behavior from Single to Multi-body2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sugawara, M.Yuki, Y.Hayashi, T.Uchikawa, Y.Hayakawa, T.Kikuchi, K.Tsuji
    • 学会等名
      2009 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and System
    • 発表場所
      St.Louis, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Interactive Flocking Simulator based on Deteministic Kinetic Model2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sugawara, K.Hata
    • 学会等名
      ICROS-SICE Int.Joint Conf. 2009
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ロボット工学はアリの行動に何を見出してきたか?2009

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      日本動物行動学会第28回大会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 行動学的視点に基づく少数の働きアリの行動特性解析2009

    • 著者名/発表者名
      結城麻衣、菅原研、林叔克、菊地友則、辻和希
    • 学会等名
      第24回生体・生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] トゲオオハリアリの女王が示すパトロール行動解析とモデル化2008

    • 著者名/発表者名
      八重樫和之、林叔克、菅原研
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 少数の働きアリによる行動解析とモデル化〜トゲオオハリアリの行動解析〜2008

    • 著者名/発表者名
      結城麻衣、林叔克、菅原研
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ブレイクスルーは個体群生態学にあり-2008

    • 著者名/発表者名
      辻和希
    • 学会等名
      個体群生態学会第24回年次大会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス
    • 年月日
      2008-10-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アリロボットが示す適応的行動と自律分散制御2008

    • 著者名/発表者名
      菅原研
    • 学会等名
      日本進化学会第10回東京大会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス
    • 年月日
      2008-08-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] アリのコロニーサイズ依存的自律分散制御機構の進化とポリシング2008

    • 著者名/発表者名
      辻和希, 菊地友則、大西一志, 大槻久
    • 学会等名
      日本進化学会第10回東京大会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス
    • 年月日
      2008-08-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 知の津梁やわらかい南の学と思想32010

    • 著者名/発表者名
      辻和希(共著)
    • 出版者
      沖縄タイムス社
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] バイオディバーシティシリーズ6節足動物の多様性と系統2008

    • 著者名/発表者名
      辻和希(共著)
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 昆虫のミメティックス〜昆虫の設計に学ぶ〜化2008

    • 著者名/発表者名
      辻和希(共著)
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://w3.u-ryukyu.ac.jp/konken/member/Professor.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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