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体色および行動を成熟に伴って変化させるアオハダトンボ成虫の情報入力システムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 21570076
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関浜松医科大学

研究代表者

針山 孝彦  浜松医科大学, 医学部, 教授 (30165039)

研究分担者 堀口 弘子  浜松医科大学, 医学部, 教務員 (50324356)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2009年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード視覚コミュニケーション / アオハダトンボ / 成熟・未成熟 / 高速液体クロマトグラフィー / 視力 / 視細胞 / 構造色 / 多層膜干渉
研究概要

アオハダトンボは、成虫期に表面色の区別可能な2つの期間を有する。羽化してから生殖に入るまでの前生殖期と、生殖可能な生殖期である。前生殖期の成虫を未成熟個体(immature)、生殖期の成虫を成熟個体(mature)と呼ぶ。アオハダトンボでは、成熟雄個体の翅が青く輝き、未成熟雄、未成熟雌および成熟雌の翅は灰色に鈍く反射する。雄の未成熟から成熟個体への移行は顕著だといえる。
本種は、水辺に縄張りをオスがつくり、流れ着いた水草などに産卵する。羽化した未成熟個体は水辺の周囲で数日間を過ごし、その期間は主に採餌に時間を費やす。雄の未成熟個体の目立たない薄灰色の翅は、生殖期になるにつれて翅膜部分にメラニンと考えられる黒い色素が蓄積し、翅脈部分の多層膜構造が強調されることで緑色に輝くことがわかった。つまり、成熟期の劇的な翅色の変化は、構造色の新たな形成ではなく、すでに未成熟個体の翅脈に備わっている多層膜による構造色が、翅膜の透過光が現象することによって強調されていたのである。また、成熟雄個体は縄張りをもち、縄張り内に入る成熟雄個体を積極的に威嚇するが、未成熟雄個体や、未成熟及び成熟雌個体には威嚇行動を示さないことが、行動学的に観察された。これらの翅の表面色を修飾すると、強い反射の翅をもつ個体に対しては雌雄共に対して、成熟雄の威嚇行動が示され、反射を鈍くした翅をもつ個体に対しては威嚇行動が示されないことがわかった。
色や形態に関わる視覚情報は、複眼で受容される。均翅亜目に属するアオハダトンボでは、これまでの報告と同じように、レチナール(A1)と3-ヒドロキシレチナール(A3)が確認されたが、未成熟から成熟個体への移行に伴いA3が増加していた。網膜微細構造のうち特に反射層が顕著に成熟に伴って大きくなっていることも確認され、成熟個体の視覚情報の優位性が暗示された。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (9件) 図書 (8件) 備考 (4件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Phase-Adjusting Layers in the Multilayer Reflector of a jewel beetle2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka S., Kinoshita S., Iida H., and Hariyama T.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan

      巻: 81

    • NAID

      210000109531

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タマムシの構造色とその行動2012

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 23(3) ページ: 6-12

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 写真でひもとく未来材料:ナノスケールの光学材料2012

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      未来材料

      巻: 12(3) ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-Adjusting Layers in the Multilayer Reflector of a jewel beetle2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka S., Kinoshita S., Iida H., Hariyama T.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Japan

      巻: 81 号: 5 ページ: 54801-54801

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.054801

    • NAID

      210000109531

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物規範光学材料-表面構造がもつ巧みな仕組み2011

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦、下村政嗣、下澤楯夫
    • 雑誌名

      未来材料

      巻: 11(9) ページ: 37-45

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarized iridescence of the multilayered elytra of the Japanese jewel beetle, Chrysochroa fulgidissima2011

    • 著者名/発表者名
      D. G. Stavenga, B. D. Wilts, H. L. Leertouwer and T. Hariyama
    • 雑誌名

      Phil. Trans. R. Soc. B.

      巻: 366(1565) ページ: 709-723

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarized iridescence of the multilayered elytra of the Japanese jewel beetle, Chrysochroa fulgidissima2011

    • 著者名/発表者名
      *D.G.Stavenga, B.D.Wilts, H.L.Leertouwer, T.Hariyama
    • 雑誌名

      Phil.Trans.R.Soc.B

      巻: 366(1565) ページ: 709-723

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物はなぜ構造色をもつのかThe Origin of Structural Color2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      BIOINDUSTRY

      巻: 27(12) ページ: 14-20

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Photoresponces of the compound eye of the sandhopper Talitrus saltator(Crustacea, Amphipoda)2010

    • 著者名/発表者名
      A. Ugolini, G. Borgioli, G. Galanti, L. Mercatelli, T. Hariyama
    • 雑誌名

      Biol. Bull.

      巻: 219(1) ページ: 72-79

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動物の視覚コミュニケーションと構造色2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      生物工学

      巻: 88(4) ページ: 167-170

    • NAID

      110007622006

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoresporices of the compound eye of the sandhopper Talitrus saltator(Crustacea, Amphipoda)2010

    • 著者名/発表者名
      A.Ugolini, G.Borgioli, G.Galanti, L.Mercatelli, T.Hariyama*
    • 雑誌名

      Biol.Bull.

      巻: 219(1) ページ: 72-79

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物はなぜ構造色をもつのかThe Origin of Structural Color2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 27(12) ページ: 14-20

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 動物の視覚コミュニケーションと構造色2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 雑誌名

      生物工学 88(4)

      ページ: 167-170

    • NAID

      110007622006

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦・弘中満太郎
    • 雑誌名

      人工光源の農林水産分野への応用「生物と光環境 : 害虫」((社)農業電化協会)

      ページ: 19-29

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 昆虫の視覚定位行動とその人工光による変化2009

    • 著者名/発表者名
      弘中満太郎、針山孝彦
    • 雑誌名

      日本応用動物昆虫学会誌

      巻: 53 ページ: 135-145

    • NAID

      130000145758

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 昆虫の視覚定位行動とその人工光による変化2009

    • 著者名/発表者名
      弘中満太郎・針山孝彦
    • 雑誌名

      日本応用動物昆虫学会誌 53

      ページ: 135-145

    • NAID

      130000145758

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文]2009

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦(日本比較生理生化学会・寺北明久・蟻川謙木郎 編)
    • 雑誌名

      見える光, 見えない光 : 動物と光のかかわり「光る構造色」(共立出版)

      ページ: 222-236

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 生物規範光学材料2012

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      日本化学会第92回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 生物規範光学材料2012

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      日本化学会第92回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生物規範光学材料2011

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      日本化学会第91回春季年会
    • 発表場所
      講演予稿集紙上
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 生物規範光学材料2011

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (講演予稿集紙上)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 環世界をもつに至った生物の理解に基づく、人や自然にやさしい経済活動創出の可能性-なぜ今バイオミメティックスが必要なのか?-2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 学会等名
      第59回高分子討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 節足動物の偏光受容能と視細胞構造の関連2009

    • 著者名/発表者名
      堀口弘子、弘中満太郎、針山孝彦
    • 学会等名
      第34回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第31回大会合同大会CompBiol2009
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター豊中
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 節足動物の偏光受容能と視細胞構造の関連2009

    • 著者名/発表者名
      堀口弘子・弘中満太郎・針山孝彦
    • 学会等名
      第34回日本比較内分泌学会大会・日本比較生理生化学会第31回大会合同大会 CompBiol 2009
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター豊中
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] カワトンボ科2種における複眼特性の比較2009

    • 著者名/発表者名
      堀口弘子、弘中満太郎、椿宜高、針山孝彦
    • 学会等名
      日本動物学会第80回大会
    • 発表場所
      静岡県コンベンションアーツセンターグランシップ
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 動物界における偏光受容細胞の多様性2009

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦・堀口弘子・弘中満太郎・吉岡伸也
    • 学会等名
      第11回日本進化学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線2011

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 次世代バイオミメティクス研究の最前線「第2章機能解明2生物はなぜ構造色をもつのか2011

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 現代界面コロイド化学の事典-シャンプーから宇宙まで「昆虫の反射増強表面」2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 人工光源の農林水産分野への応用「生物と光環境:害虫」2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦・弘中満太郎
    • 出版者
      (社)農業電化協会
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 環境生物学-地球の環境を守るには2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦・津田基之
    • 総ページ数
      270
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [図書] 昆虫の反射増強表面(現代界面コロイド科学の事典-シャンプーから宇宙まで)2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 現代界面コロイド化学の事典-シャンプーから宇宙まで「昆虫の反射増強表面」2010

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦(日本化学会 編)
    • 出版者
      丸善(印刷中)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 見える光,見えない光:動物と光のかかわり「光る構造色」2009

    • 著者名/発表者名
      針山孝彦
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seibutsu.html

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seibutsu.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.hama-med.ac.jp/w1d/biology/hariyama/hariyama.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] 針山孝彦

    • URL

      http://www2.hama-med.ac.jp/wld/biology/hariyama/hariyama.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 虫滑落性フィルム2011

    • 発明者名
      岡本英子、魚津吉弘、針山孝彦、弘中満太郎、高久康春
    • 権利者名
      三菱レイヨン株式会社、国立大学法人浜松医科大学
    • 産業財産権番号
      2011-244348
    • 出願年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [産業財産権] 誘引装置、捕虫装置及び捕虫方法2011

    • 発明者名
      針山孝彦、弘中満太郎
    • 権利者名
      国立大学法人浜松医科大学
    • 産業財産権番号
      2011-205132
    • 出願年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [産業財産権] 生物模倣体2011

    • 発明者名
      針山孝彦、原滋郎
    • 権利者名
      国立大学法人浜松医科大学,浜松ホトニクス株式会社
    • 産業財産権番号
      2011-098597
    • 出願年月日
      2011-04-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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