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種間比較と構成的手法によるシロアリの構造物形成の進化プロセス解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ3236
補助金の研究課題番号 20J00660 (2020-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2020-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

水元 惟暁  沖縄科学技術大学院大学, 沖縄科学技術大学院大学、進化ゲノミクスユニット, 研究員

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードAmber / Fossil / Tunneling / Termite / Tandem run / Same sex sexual behavior / Mating / Python / Comparative analysis / Movement tracking / Evolution / Collective behavior / Nest construction / Rove beetles / Social insects / シロアリ / 集団行動 / 進化 / 巣建設 / 系統種間比較 / 好白蟻性昆虫 / 感染症モデル / 社会寄生
研究開始時の研究の概要

複雑な形質の進化プロセスの解明は、進化生物学における難題の1つである。本研究は、複雑なパターンを作り出す集団行動である、シロアリの構造物建設の進化プロセスを明らかにすることを目的とする。
具体的には、シロアリの蟻道建設に着目し、世界各地から全ての科を含む下等シロアリを採集し、建設行動の観察から行動レパートリーを比較する。そして、野外条件では顕著な建設行動を示さない種を操作し、構造物を実験的に建設させ、構造の完成度を評価することで、建設行動の完成度に関わる行動要因を推定する。以上について、最新の分子系統樹と照らし合わせ、建設行動の進化プロセスを再構築する。

研究実績の概要

This research project aims to infer the evolutionary process of collective building in termites through a comparative analysis of nest construction across various species worldwide.
Until last year, I focused on (i) compiling literature information to build a comprehensive dataset for termite evolution and (ii) behavioral observations of Japanese termites, due to travel restrictions. This year, I finally managed field sampling in Australia. The outcome is summarized as follows.
First, I obtained the videos and time-lapse images for tunneling behavior in Mastotermes darwiniensis, Porotermes adamsoni, and Stolotermes victoriensis. These three species are in ecologically and phylogenetically critical positions in termite diversity. Combining the data obtained from Japanese species, I could comprehend most termite lineages. The results are under analysis.
Second, I had a couple of publications relating to the project. For example, the paper reporting the development of TManual (see last year’s report) has been published (Mizumoto, 2023, Ecol Evol). Also, a paper studying inference behaviors from fossil records has been published (Mizumoto et al., 2024, PNAS), contributing to the understanding of the evolution of collective behavior.
Third, we added data from> 20 species in Malaysia and Australia to examine how the evolution of nesting biology can result in the differentiated movement capacity of termites, including two more independent evolutionary events of nesting strategies.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 16件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 15件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] Arizona State University/University of Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of St Andrews(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Extinct and extant termites reveal the fidelity of behavior fossilization in amber2024

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Hellemans Simon、Engel Michael S.、Bourguignon Thomas、Bucek Ales
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 121 号: 12

    • DOI

      10.1073/pnas.2308922121

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Protocol to obtain long movement trajectories of leaders and followers in ant tandem runs2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Yasunari、Valentini Gabriele、Pratt Stephen C.、Shimoji Hiroyuki、Mizumoto Nobuaki
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 4 号: 4 ページ: 102769-102769

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2023.102769

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] <scp>TManual</scp>: Assistant for manually measuring length development in structures built by animals2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 8

    • DOI

      10.1002/ece3.10394

    • 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
  • [雑誌論文] Functional and mechanistic diversity in ant tandem communication2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Tanaka Yasunari、Valentini Gabriele、Richardson Thomas O.、Annagiri Sumana、Pratt Stephen C.、Shimoji Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 4 ページ: 106418-106418

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106418

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Light alters activity but does not disturb tandem coordination of termite mating pairs2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bourguignon Thomas
    • 雑誌名

      Ecological Entomology

      巻: 48 号: 2 ページ: 145-153

    • DOI

      10.1111/een.13209

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Age-based spatial distribution of workers is resilient to worker loss in a subterranean termite2022

    • 著者名/発表者名
      Lee Sang-Bin、Chouvenc Thomas、Mizumoto Nobuaki、Mullins Aaron、Su Nan-Yao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-11512-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ancestral sex-role plasticity facilitates the evolution of same-sex sexual behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bourguignon Thomas、Bailey Nathan W.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 46

    • DOI

      10.1073/pnas.2212401119

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Age-based spatial distribution of workers is resilient to worker loss in a subterranean termite.2022

    • 著者名/発表者名
      Lee S.B., Chouvenc T., Mizumoto N., Mullins A. & Su N.Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular phylogeny reveals the past transoceanic voyages of drywood termites (Isoptera, Kalotermitidae)2022

    • 著者名/発表者名
      Bucek A., Wang M., Sobotnik J., Sillam-Dusses D., Mizumoto N., Stiblik P., Clitheroe C., Lu T., Gonzalez Plaza J. J., Mohagan A., Rafanomezantsoa J. J., Fisher B., Engel M., Roisin Y., Evans T., Scheffrahn R. & Bourguignon T.
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: NA 号: 5

    • DOI

      10.1093/molbev/msac093

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Termite nest evolution fostered social parasitism by termitophilous rove beetles2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bourguignon Thomas、Kanao Taisuke
    • 雑誌名

      Evolution

      巻: - 号: 5 ページ: 1064-1072

    • DOI

      10.1111/evo.14457

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] シロアリのランデブー探索2022

    • 著者名/発表者名
      水元惟暁
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 67 ページ: 167-172

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhanced heterozygosity from male meiotic chromosome chains is superseded by hybrid female asexuality in termites2021

    • 著者名/発表者名
      Yashiro Toshihisa、Tea Yi-Kai、Van Der Wal Cara、Nozaki Tomonari、Mizumoto Nobuaki、Hellemans Simon、Matsuura Kenji、Lo Nathan
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 51

    • DOI

      10.1073/pnas.2009533118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The evolution of body size in termites2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bourguignon Thomas
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 288 号: 1963 ページ: 20211458-20211458

    • DOI

      10.1098/rspb.2021.1458

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coordination of movement via complementary interactions of leaders and followers in termite mating pairs2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Lee Sang-Bin、Valentini Gabriele、Chouvenc Thomas、Pratt Stephen C.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 288 号: 1954 ページ: 20210998-20210998

    • DOI

      10.1098/rspb.2021.0998

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coordination of movement via complementary interactions of leaders and followers in termite mating pairs.2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Sang Bin Lee、Valentini Gabriele、Chouvenc Thomas、Pratt Stephen C.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spirotrichonymphea (Parabasalia) symbionts of the termite Paraneotermes simplicicornis2020

    • 著者名/発表者名
      Taerum Stephen J.、Jasso-Selles Daniel E.、Hileman Jonathon T.、De Martini Francesca、Mizumoto Nobuaki、Gile Gillian H.
    • 雑誌名

      European Journal of Protistology

      巻: 76 ページ: 125742-125742

    • DOI

      10.1016/j.ejop.2020.125742

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Termite males enhance mating encounters by changing speed according to density2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Rizo Arturo、Pratt Stephen C.、Chouvenc Thomas
    • 雑誌名

      Journal of Animal Ecology

      巻: 89 号: 11 ページ: 2542-2552

    • DOI

      10.1111/1365-2656.13320

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Revealing the structure of information flows discriminates similar animal social behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      Valentini Gabriele、Mizumoto Nobuaki、Pratt Stephen C、Pavlic Theodore P、Walker Sara I
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9

    • DOI

      10.7554/elife.55395

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Behavioral Rules for Soil Excavation by Colony Founders and Workers in Termites2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Gile Gillian H、Pratt Stephen C
    • 雑誌名

      Annals of the Entomological Society of America

      巻: - 号: 5 ページ: 654-661

    • DOI

      10.1093/aesa/saaa017

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complex Relationship between Tunneling Patterns and Individual Behaviors in Termites2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bardunias Paul M.、Pratt Stephen C.
    • 雑誌名

      The American Naturalist

      巻: 196 号: 5 ページ: 555-565

    • DOI

      10.1086/711020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modern termites inherited the potential of collective construction from their common ancestor2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Nobuaki、Bourguignon Thomas
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 10 号: 13 ページ: 6775-6784

    • DOI

      10.1002/ece3.6381

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Comparative study of termites movement: do workers and soldiers shows different pattern?2024

    • 著者名/発表者名
      Satoh A., Planas-Sitja I., Kikuchi K., Mizumoto N.
    • 学会等名
      71th meeting of Ecological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] How do you balance your focus on conceptual questions with focus on questions motivated by the organisms you study?2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      The 25th Annual Meeting of the Society of Evolutionary Studies
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巣構造(自己組織化)の違いとシロアリ行動パターンの進化2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K. and Mizumoto N.
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of leader-follower role in termite tandem runs.2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Kikuchi K, Hellemans, Bourguignon T., Bailey N.
    • 学会等名
      Entomology 2023,
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of termite tandem runs: How Formosan termite differs and is similar to other lineages.2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      3rd International Conference of the Subterranean Termite: Dr. Minoru Tamashiro Memorial Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nest complexity reflects individual worker behavior of termites2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K., Mizumoto N.
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ70)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Quantifying behavior of extinct organisms captured in amber by empirically simulating entrapment process of extant relatives2023

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Bucek A.
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ70)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of sideways movements in crabs: ancestral state reconstruction of behavioral traits from extant species2023

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi J., Inoue T, Hung J-F, Hirai A., Mizumoto N., Takeshita F., Kawabata Y.
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ70)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カニ類における進行方向と形態の関係性の解明2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue T, Taniguchi J., Hung J-F, Mizumoto N., Hirai A., Takeshita F., Sato T., Kawabata Y.
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ70)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nest complexity reflects individual worker behavior of termites.2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K. & Mizumoto N.
    • 学会等名
      ASAB Winter 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nest is an indicator of inherent worker movements in termites.2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K. & Mizumoto N.
    • 学会等名
      Roles of Heterogeneity in Nonequilibrium Collective Dynamics 2022 (RHINO2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Balancing within- and among-group replicates in designing experiments: Social insect research examples.2022

    • 著者名/発表者名
      Lynch C., Starkey M., Pavlic P., Montgomery D., & Mizumoto N.
    • 学会等名
      IUSSI 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The evolution of termite nests promoted the invasion by termitophilous rove beetles2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Bourguignon T., Kanao T.
    • 学会等名
      IUSSI 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ancestral sex-role plasticity facilitates the evolution of same-sex sexual behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Bourguignon T., Mizumoto N., Bailey N.
    • 学会等名
      IUSSI 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nest is an indicator of inherent worker movements in termites.2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K. & Mizumoto N.
    • 学会等名
      Termite Course 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カニ類における進行方向と形態の関連性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      井上翼・谷口隼也・Jung-Fu Hung・水元惟暁・平井厚志・竹下文雄・河端雄毅
    • 学会等名
      動物行動学会第41回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 単個体の行動パターンから見るシロアリの営巣戦略の進化2022

    • 著者名/発表者名
      菊池顕生、水元惟暁
    • 学会等名
      個体群生態学会第38回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カニ類における進行方向と形態の関連性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      井上翼・谷口隼也・Jung-Fu Hung・水元惟暁・平井厚志・竹下文雄・河端雄毅
    • 学会等名
      日本甲殻類学会第60回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Evolutionary perspectives of termite collective behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      Collective Intelligence in Living/Non-Livings Populations
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolution of termite society and collective behavior2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      Roles of Heterogeneity in Nonequilibrium Collective Dynamics 2022 (RHINO2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nest is an indicator of inherent worker movements in termites.2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi K., Kimura A., Mitarai E., Miyazato M., & Mizumoto N.
    • 学会等名
      ICMMA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative analysis of behavioral rules in termites, nest building and pair movement coordination2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      ICMMA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flexible sexual role maintains same-sex pairing in termites2022

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Bourguignon T., Bailey N.
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of Ecological Society of Japan (ESJ69)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A Study on Optimal Sampling in Multiple Social Insect Colonies with a Model-Based Approach.2021

    • 著者名/発表者名
      Lynch C., Starkey M., Pavlic P., Montgomery D., & Mizumoto N.
    • 学会等名
      ABA 2021 Virtual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameter Tuning Facilitates the Evolution of Diverse Tunneling Patterns in Termites.2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Bardunias P. M. & Pratt C. S.
    • 学会等名
      DARS-SWARM 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Same-sex pairing is maintained by acting the other sex in termites2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      The Annual Meeting of the Japan Ethological Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Evolutionary perspectives of collective animal behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      The Annual Meeting of the Japan Ethological Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Behavioural mechanism and its evolutionary history of termite tunnel excavation2021

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N.
    • 学会等名
      EU-IUSSI online symposium series
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolutionary perspectives of collective behavior2021

    • 著者名/発表者名
      水元 惟暁
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロアリの集団行動の進化プロセス解明を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      水元惟暁
    • 学会等名
      令和2年度育志賞発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロアリの建設行動と巣構造の関係2021

    • 著者名/発表者名
      水元 惟暁
    • 学会等名
      令和2年度育志賞発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 配偶者探索における雌雄の動きのパターンと遭遇率の研究2020

    • 著者名/発表者名
      水元 惟暁
    • 学会等名
      第39回日本動物行動学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex relationship between tunneling patterns and individual behaviors in termites.2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto N., Bardunias P. M. & Pratt C. S.
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会 オンライン 2020年9月
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A study on optimization sampling in multiple social insect colonies with a model-based approach2020

    • 著者名/発表者名
      Lynch C., Starkey M. & Mizumoto N.
    • 学会等名
      ABS 2020 Virtual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-12-25  

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