| 研究課題/領域番号 |
15K07153
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
岡田 二郎 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (10284481)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ウェービング / チゴガニ / 同期 / 同調 / 求愛行動 |
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| 研究実績の概要 |
干潟で高密度に群棲するチゴガニは、繁殖期になるとオス個体が鉗脚（ハサミ）を繰り返し振り上げる行動、ウェービングを盛んにおこなう。ウェービングは、近隣個体同士でそのリズムが同期することが知られているが、その実証的研究はほとんどおこなわれていない。本研究では、ウェービングの動態と生成メカニズムの解明をめざして行動観察と生理実験を実施中である。
平成27年度は、チゴガニのウェービング行動を厳密にコントロールされた条件下で観察可能な人工干潟システムを整備し、集団の構成個体数とウェービング活性との関係を調べる実験に着手した。しかし、集団個体数を障壁を用いて調節する方法は、恐らく視覚的環境変化により、チゴガニのウェービング自体を著しく抑制したため、本実験は中止せざるを得なかった。
そこで平成28年度は、カニ型ロボットを用いた実験に着手した。本ロボットの動力源は、小型精密機器用のロータリーソレノイドであり、その動作はPCにより任意に調節できる。ソレノイドの回転軸から伸びるアームにはカニの鉗脚と同スケールの白色発泡スチロール球を一対取り付け、それらの上下動をもってカニのウェービングを模倣させた。ロボットをカニ1個体あるいは数十個体からなる集団に提示して、カニのウェービングの変容について調査した。単独カニは、ロボットの稼働頻度がチゴガニの通常のウェービング頻度より低い場合、0.2秒前後先行して鉗脚を振り上げ、かつロボットと同等かあるいはその半分の時間間隔でウェービングをする傾向が明らかとなった。これは以前よりスナガニ類で提唱されている性選択に関する仮説（周囲より先行して鉗脚を振り上げたオスがメスから選択される）を支持する結果である。集団カニに対するロボット稼働は、稼働前のウェービング活性が比較的低い場合は促進的に、高い場合には抑制的に作用し、状況に依存した両面性をもつことが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度までの進捗状況はやや遅延していたが、平成28年度は、ロボット作製から実験の実施、解析に至るまでほぼ当初計画通り実施することができた。単独カニの実験では、数種のスナガニ類で既に提唱されている、性選択に関する仮説を支持する結果が得られ、さらに集団カニでの実験では、ロボットの挙動が状況依存的効果を持つことを新たに見出した。ただし最大4台のロボットを様々な時空間的パターンで稼働させた際の影響については、未着手であった。
生体カニがロボットの挙動に応じて明確に反応していることは、スナガニ類のウェービングの同期メカニズムの解明に向けてロボットの利用が有効であることを実証したとともに、本実験系が広く動物集団における同期・同調現象のモデルとして認知されるようになると期待できる。なおロボットを用いた行動実験は、研究期間終了まで継続予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度に未着手だった複数ロボットを用いた行動実験を実施する。既にロボットは当初予定通り4台を完成させており、個々を独立制御するための準備も整っている。１～４個のロボットが提示する様々なパターンのウェービングに対して、単独および集団カニがどのように振る舞うのか、記録と解析をおこなう。
新たにウェービング活動を筋電位計測によりモニターする方法について検討を開始する。多くの動物の骨格筋では、実際の体運動に先行する準備電位を発生する。すなわち筋電位は、行動解析では検知できない個体の内的状態を表現すると期待され、ウェービング同期現象のメカニズムについて従前の行動観察と比較して飛躍的に多く情報を与えるものと期待される。チゴガニの鉗脚運動に関わる骨格筋に微小ワイヤ電極を埋め込み、ロボット稼働が筋電位にどのように反映されるか、自由運動標本を用いた調査をおこなう。平成29年度中に少なくとも筋電位計測の技術的確立をめざす。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品の購入が当初計画より少なかったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
消耗品など少額の物品に充当予定である。
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