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偏光による頭足類の隠れた種内コミュニケーションとその適応的意義

研究課題

研究課題/領域番号 21K19290
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

岩田 容子  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (60431342)

研究分担者 佐藤 成祥  東海大学, 海洋学部, 講師 (40723854)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード性選択 / 偏光 / コミュニケーション / 頭足類 / 行動生態学
研究開始時の研究の概要

性淘汰において、配偶相手の質や繁殖ステイタスを表す情報は非常に重要であるが、これまでの知見は、色や大きさなど、人間が認識できる視覚情報に限られている。頭足類の種内コミュニケーションには視覚情報が重要と考えられており、近年偏光を識別できることや、体表面に特徴的な偏光模様を持つことが明らかとなってきた。そこで本研究は、頭足類を用いて、交尾前・交尾後の性淘汰過程における偏光利用とその適応的意義を世界で初めて明らかにすることを目的とする。具体的には①雄の性的二型形質の偏光特性は求愛成功に影響しているか、②雌の交尾経験を示す偏光特性は、雄の配偶者選択や精子配分戦略に影響しているか、を明らかにする。

研究成果の概要

多くの無脊椎動物は偏光を視覚情報として利用するが、配偶相手の質や繁殖ステイタスを表す視覚情報は非常に重要であるにも関わらず、性淘汰過程において偏光情報がどのように利用されているかは未だ明らかになっていない。本研究は、エゾハリイカの繁殖行動の観察によって、求愛ディスプレイにおいて、雄は性的二型腕に偏光角度による強いコントラスト模様を示すこと、性的二型腕の組織学的観察により偏光シグナルを強化するための形態的適応が見られることを明らかにした。この成果は、動物が示す偏光パターンに性淘汰がどのような適応をもたらすかを世界で初めて明らかにしたものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで生物における偏光情報の利用に関する研究は、環境中の偏光を利用した昆虫類における方角ナビゲーションや餌探索、また同種認識に関するものに限られていた。本研究は、体表の偏光特性を変えることができるという頭足類の稀有な特徴に着目したことで、生物がもつ偏光特性が種内コミュニケーションにおいて動的シグナルとして重要な役割を果たすことを示した初めての研究となった。求愛形質に捕食者となる多くの脊椎動物が認識できない偏光情報を、特定の方向からしか見えないように用いることで、捕食リスクを避けつつ求愛形質を目立たせることができる、という性選択の新たな適応様式を示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] The Univeristy of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ritualized ink use during visual courtship display by males of the sexually dimorphic cuttlefish <i>Sepia andreana</i>2024

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Arata、Momoi Shunsuke、Sato Noriyosi、Kawamura Tomohiko、Iwata Yoko
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 14 号: 2

    • DOI

      10.1002/ece3.10852

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒメイカにおける雌の繁殖力に応じた射精配分戦略の検討2024

    • 著者名/発表者名
      田辺良平, 佐藤成祥
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒメイカ(Idiosepius paradoxus ) における雌の精子貯蔵状況に応じた射精配分戦略2023

    • 著者名/発表者名
      田辺良平, 佐藤成祥
    • 学会等名
      第六回イカタコ研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Cryptic female choice overcomes male’s cheating tactic in a pygmy squid2023

    • 著者名/発表者名
      Yoko Iwata, Mizuki Yamada, Ryohei Tanabe, Noriyosi Sato, Wen-Sung Chung
    • 学会等名
      Biology of Sperm
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sexually dimorphic trait of male Sepia andreana produces dynamic polarization signal during courtship behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Arata Nakayama, Shunsuke Momoi, Noriyosi Sato, Tomohiko Kawamura, Yoko Iwata
    • 学会等名
      ephalopod International Advisory Council Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel ink use in courtship behavior in Andreana cuttlefish Sepia andreana2022

    • 著者名/発表者名
      Arata Nakayama, Syunsuke Momoi, Noriyoshi Sato, Tomohiko Kawamura, Yoko Iwata
    • 学会等名
      International Society for Behavioral Ecology Congress
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏光距離を用いたエゾハリイカの求愛ディスプレイの視認性評価2022

    • 著者名/発表者名
      中山新、桃井駿介、佐藤成祥、河村知彦、岩田容子
    • 学会等名
      第7回ユニーク会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 性的二型腕に見られる特異的な虹色素胞の分布2022

    • 著者名/発表者名
      中山新、桃井駿介、河村知彦、岩田容子
    • 学会等名
      第5回イカ・タコ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イカ類の精子貯蔵過程の多様化から考える交尾後の性淘汰の意義2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤成祥
    • 学会等名
      NIBB動物行動学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雌による精子排除が行われるヒメイカの精子競争に応じた精子配分戦略の検証2022

    • 著者名/発表者名
      田邉良平、秋山信彦、佐藤成祥
    • 学会等名
      日本動物行動学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒメイカ属にみられる精子塊ポケットの構造と機能2022

    • 著者名/発表者名
      田邉良平、杉本親要、佐藤成祥
    • 学会等名
      第5回イカ・タコ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光で模様を作るエゾハリイカの求愛ディスプレイ2021

    • 著者名/発表者名
      中山新・桃井駿介・佐藤成祥・河村知彦・岩田容子
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工産卵礁を用いたエゾハリイカ受精卵収集法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      中山新・桃井駿介・河村知彦・岩田容子
    • 学会等名
      第4回イカ・タコ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 野外調査と人工産卵礁の確立による小型コウイカ類の産卵生態の解明2021

    • 著者名/発表者名
      中山新・桃井駿介・河村知彦・岩田容子
    • 学会等名
      第18回水族館シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Yoko Iwata Website

    • URL

      https://sites.google.com/site/iwayou/home?authuser=0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 東京大学大気海洋研究所プレスリリース

    • URL

      https://www.aori.u-tokyo.ac.jp/research/news/2024/20240202.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Yoko Iwata website

    • URL

      https://sites.google.com/site/iwayou/home

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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