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2020 年度 実績報告書

行動操作がもたらす相利共生維持機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02512
研究機関関西学院大学

研究代表者

北條 賢  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (70722122)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード相利共生 / 社会性昆虫 / 行動操作
研究実績の概要

本研究は相利共生関係の実態をパートナーによる行動操作という観点から捉え直すことを目的として、(A)アリの行動を操作する化学物質の同定、(B)行動操作に関わる遺伝子および神経回路の特定、(C)シジミチョウによる行動操作がアリの適応度に与える影響の3つの実験を行った。最終年度は(B)と(C)に関する実験を中心に遂行した。
(B)アリ脳の遺伝子発現パターンをトランスクリプトームにより網羅的に解析した結果、蜜の摂食によって極少数の遺伝子が発現変動し、それらの遺伝子は全て発現量が減少していた。これらの遺伝子はシナプスでのシグナル伝達に関わる機能を持つことがわかった。また、ドーパミンの合成遺伝子の一つであるtyrosine hydroxylaseおよびドーパミン受容体の1つであるDA1-like receptorの発現量も低下する傾向が見られ、DA1-like receptorは脳の高次中枢であるキノコ体に主に発現していた。このことから蜜によるアリの行動操作はドーパミン経路を介した脳の特定領域の神経活動を低下させることで引き起こされていることが示唆された。
(C)様々な栄養状態におけるアリの適応度や採餌行動、シシジミチョウに対する随伴行動を調べる飼育実験を行った結果、高炭水化物条件ではムラサキシシジミとの共生関係によってアリの生存個体数と次世代生産数が増加したが、高タンパク質条件では共生によってアリの次世代生産数が減少した。一方、ムラサキシジミに対する随伴個体数は高タンパク質条件で増加した。また、アリの採餌行動を調べた結果、高タンパク質条件で採 餌個体数が増加したが、様々な餌資源に対する嗜好性は変化しなかった。これらの結果からシジミチョウによる行動操作がアリに与える影響はアリの栄養状態によって異なり、貧栄養状態ではアリコロニーに負の効果をもたらすことが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 社会学習による行動伝播の生態学における役割2020

    • 著者名/発表者名
      持田浩治, 香田啓貴, 北條賢, 高橋宏司, 須山巨基, 伊澤 栄一, 井原泰雄
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 70 ページ: 177

    • DOI

      10.18960/seitai.70.3_177

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Worker propensity affects flexible task reversion in an ant.2020

    • 著者名/発表者名
      Shimoji H, Kasutani N, Ogawa S, Hojo MK
    • 雑誌名

      Behavioral Ecology and Sociobiology

      巻: 74 ページ: 92

    • DOI

      10.1007/s00265-020-02876-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of localization, ligand binding, and pH-dependent conformational changes of two chemosensory proteins expressed in the antennae of the Japanese carpenter ant, Camponotus japonicus2020

    • 著者名/発表者名
      Wen D, Li X, Geng X, Hirai M, Ajito S, Takahashi K, Ozaki M, Hojo, MK, Uebi T, Iwasa T
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 37 ページ: 1

    • DOI

      10.2108/zs190138

    • 査読あり
  • [学会発表] アリの栄養状態がシジミチョウとの共生に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      松本恭士、下地博之、北條賢
    • 学会等名
      第65回日本応用動物昆虫学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] シジミチョウとの共生がアリ脳の遺伝子発現に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      森津悠貴、矢口甫、山口勝司、重信秀治、北條賢
    • 学会等名
      第65回日本応用動物昆虫学会大会
  • [学会発表] ムラサキシジミとの共生はアミメアリに利益をもたらすのか?2021

    • 著者名/発表者名
      松本恭士、下地博之、北條賢
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会

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公開日: 2021-12-27  

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