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2018 年度 実施状況報告書

ミツバチの尻振りダンスに符号化された蜜源方向の検出機構

研究課題

研究課題/領域番号 18K06345
研究機関福岡大学

研究代表者

藍 浩之  福岡大学, 理学部, 准教授 (20330897)

研究分担者 岡田 龍一  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (20423006)
佐倉 緑  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
池野 英利  兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (80176114)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード脳・神経 / 行動学 / 神経科学 / 昆虫 / 生理学
研究実績の概要

本研究課題は、ミツバチの尻振りダンスで符号化された蜜源の方向情報を、情報受信者である追従蜂がどのように検出し、その情報を脳内でどのように解読するのかを調べるものである。今年度は、追従蜂が尻振りダンスへの追従の際に、どのような追従様式をするのかを解析した。以下のことが分かった。
1.Judd(1995)は、ダンサーの後方に追従した場合に、その後、追従したダンサーが示す蜜源にリクルートされることを示した。しかし今年度の研究で、リクルートされる追従蜂は、ダンサーに常に後方から追従しているわけではないことが分かってきた。実験では、尻振りダンスの間のダンサーに対する追従蜂の体軸角度を経時的に計測し、どのような追従様式がリクルートされるために有効であるかを調べた。その結果、尻振り相の間、追従蜂がダンサーの後方に近づく方向で体軸を変化させる傾向はあったが、ダンサーの横で追従した場合でも蜜源にリクルートされることが分かった。
2.また蜜源にリクルートされた個体は、尻振り相ごとに左右交互に追従位置を交替する様式(左右交互追従)を顕著に生じた。これらの結果は、追従蜂が尻振りダンスの間、常に左右どちらかの側で追従するわけではなく、ダンスの間左右交互に追従位置を変換しながら、蜜源方向を検出していることを示唆する。つまり追従蜂は、ダンス追従の間の追従角度の平均化で、ダンサーに対する自己の体軸角度を検出するのではなく、左右からの追従角度の平均化でダンサーの体軸角度を読み出すメカニズムがあることが強く示唆された。
また、今年度は神戸大学の佐倉氏、岡田氏の研究室を訪問し、屋外で人工蜜源に採餌訓練したミツバチの偏光刺激に対する行動解析を行った。蜜源へ訓練されたミツバチは、ある特定の偏光に対し、定位することが実験で確かめられた。

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30年度は、観察巣箱を用いて追従蜂の追従様式の詳細な解析を行い、蜜源方向の検出に左右交互追従が顕著にみられることを発見した。追従蜂が蜜源方向の解読のためには、左右からの追従角度の平均化することでダンサーの体軸方向を読みだしていることを強く示唆するものであり、脳内の蜜源方向解読機構の重要な特徴を明らかにすることができたといえる。
また、今年度は神戸大での偏光刺激に対するミツバチの定位行動の記録、解析も行うことができた。現在、福岡大学で同じ実験装置を設置する作業中である。

今後の研究の推進方策

平成31年度は、平成30年度と同様に観察巣箱を用いた実験を行う。平成31年度は、ミツバチの片側触角の第2節を接着剤で固定し、振動受容をできなくした個体が、尻振りダンス追従後、ダンサーに指示された蜜源にリクルートされるか否かを調べる。それと並行して、2台のピエゾ振動装置でミツバチの両方の触角を様々な組み合わせのタイミングで刺激した時の、両側性ニューロンの応答特性を調べる。

次年度使用額が生じた理由

今年度は投稿論文作成、および神戸大学(研究分担者の所属)における既存の設備、物品により実験を行うことができたために当該予算を執行しなかった。次年度は、福岡大学で行動実験と生理実験を同時並行で進めるため、今年度予算と合わせ執行する予定である。使用目的は、偏光刺激実験のための実験設備費(偏光板回転装置、暗室、デスクトップPCなど)である。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] Ludwig Maximillian Univ. Munich(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Ludwig Maximillian Univ. Munich
  • [雑誌論文] Host manipulation by parasites as a cryptic driver of energy flow through food webs2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Takuya、Iritani Ryosuke、Sakura Midori
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 33 ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.02.010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibitory Pathways for Processing the Temporal Structure of Sensory Signals in the Insect Brain2018

    • 著者名/発表者名
      Ai Hiroyuki、Kumaraswamy Ajayrama、Kohashi Tsunehiko、Ikeno Hidetoshi、Wachtler Thomas
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 9 ページ: 1517

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2018.01517

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial registration of neuron morphologies based on maximization of volume overlap2018

    • 著者名/発表者名
      Kumaraswamy Ajayrama、Kai Kazuki、Ai Hiroyuki、Ikeno Hidetoshi、Wachtler Thomas
    • 雑誌名

      BMC Bioinformatics

      巻: 19 ページ: 143

    • DOI

      10.1186/s12859-018-2136-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Segmentation Scheme for Complex Neuronal Arbors and Application to Vibration Sensitive Neurons in the Honeybee Brain2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeno Hidetoshi、Kumaraswamy Ajayrama、Kai Kazuki、Wachtler Thomas、Ai Hiroyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroinformatics

      巻: 12 ページ: 61

    • DOI

      doi.org/10.3389/fninf.2018.00061

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ミツバチ脳のリバースエンジニアリング -ダンスコミュニケーションに関わる神経機構-2018

    • 著者名/発表者名
      池野 英利、藍 浩之
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 53 ページ: 35-40

  • [雑誌論文] Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, <em>Platypus Quercivorus</em> (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill2018

    • 著者名/発表者名
      Okada Ryuichi、Pham Duy Long、Ito Yasuto、Yamasaki Michimasa、Ikeno Hidetoshi
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 138 ページ: e57468

    • DOI

      10.3791/57468

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ViBrism DB: an interactive search and viewer platform for 2D/3D anatomical images of gene expression and co-expression networks2018

    • 著者名/発表者名
      Morita Masahiko、Shimokawa Kazuro、Nishimura Masaomi、Nakamura Sakiko、Tsujimura Yuki、Takemoto Satoko、Tawara Takehiro、Yokota Hideo、Wemler Shuhei、Miyamoto Daisuke、Ikeno Hidetoshi、Sato Akira、Furuichi Teiichi、Kobayashi Norio、Okumura Yoshihiro、Yamaguchi Yoko、Okamura-Oho Yuko
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: D859~D866

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/nar/gky951

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ミツバチコロニーにおける巣内行動観察システムとコミュニケーション行動の検出2018

    • 著者名/発表者名
      高橋伸弥、藍 浩之
    • 雑誌名

      システム制御情報学会誌

      巻: 62 ページ: 490-495

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural Mechanisms of Animal Navigation2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Koutarou D.、Sato Masaaki、Sakura Midori
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10922 ページ: 65~81

    • DOI

      10.1007/978-3-319-91131-1_5

  • [雑誌論文] 動物ナビゲーションの神経基盤.2018

    • 著者名/発表者名
      木村 幸太郎,佐藤 正晃,佐倉 緑
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 72 ページ: 512-518

  • [雑誌論文] A heuristic trajectory decision method to enhance the tracking performance of multiple honeybees on a flat laboratory arene.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura T, Ohashi M, Crailsheim K, Schmickl T, Okada R, Radspieler G, Isokawa T, Ikeno H.
    • 雑誌名

      Trans ISCIE

      巻: 32 ページ: 113-122

    • 査読あり
  • [学会発表] A test of the extended phenotype in a host-parasite system: the gene expressions in the horsehair worm and its host.2019

    • 著者名/発表者名
      Chiu M-C, Oishi S, Sakura M, Tanabe A, Hashiguchi Y, Mishina T, Takeshima H, Matsuzaki S, Nakajima N, Sato T
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
  • [学会発表] Life history of navigational exploration and social communication in honeybees.2019

    • 著者名/発表者名
      Chen X, Okada R, Walter S, Sakura M, Xing Y, Menzel R
    • 学会等名
      13th Goettingen Meeting of the German Neuroscience Society, March 20-23, G&#246;ttingen, Germany
    • 国際学会
  • [学会発表] Flight behaviors of the ambrosia beetle Platypus quercivorus revealed by a flight mill.2019

    • 著者名/発表者名
      Pham DL, Ito Y, Okada R, Ikeno H, Yamasaki M
    • 学会等名
      第130回日本森林学会新潟
  • [学会発表] ミツバチのダンス言語の発達の過程 ―RFIDを用いた羽化後20日間の行動観察―2018

    • 著者名/発表者名
      藍 浩之
    • 学会等名
      第40回ミツバチ科学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] How do the honeybees learn waggle dance?2018

    • 著者名/発表者名
      Ai H, Takahashi S, Otsuka A, Kobayashi K, Matake T, Hashimoto K, Maeda S, Tsuruta N
    • 学会等名
      International Union for the study of social insects 2018, Guaruja, Brazil
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stopwatch for measuring the waggling duration: putative encoding mechanism of distance information in the honeybee.2018

    • 著者名/発表者名
      Ai H, Kai K, Kumaraswamy A, Ikeno H, Wachtler T
    • 学会等名
      International Union for the study of social insects 2018, Guaruja, Brazil
    • 国際学会
  • [学会発表] pacHSB: a standard brain for the honeybee primary auditory center2018

    • 著者名/発表者名
      Yuka UENOHARA, Kazuaki GOTO, Satoshi TANAKA, Ajayrama KUMARASWAMY, Thomas WACHTLER, Kazuki Kai, Hiroyuki AI, Hidetoshi, IKENO
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第40回神戸大会
  • [学会発表] Construction of standard brain map of honeybee brain region related to vibration stimulus processing2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Ikeno, Yuka Uenohara, Kazuaki Goto, Satoshi Tanaka, Ajayrama Kumaraswamy, Thomas Wachtler, Hiroyuki Ai
    • 学会等名
      INCF Congress Neuroinformatics 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of the honeybee standard brain for primary auditory center2018

    • 著者名/発表者名
      Yuka UENOHARA, Kazuki KAI, Satoshi TANAKA, Ajayrama KUMARASWAMY, Thomas WACHTLER, Kazuki KAI, Hiroyuki AI, Hidetoshi IKENO
    • 学会等名
      AINI 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeybees choose their way to home using e-vector information from the sky.2018

    • 著者名/発表者名
      Sakura M, Onishi H, Okuyama A, Matoba N, Kobayashi N, Okada R
    • 学会等名
      International Congress for Neuroethology 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] フタホシコオロギの視覚情報に基づく場所記憶形成.2018

    • 著者名/発表者名
      松原 伸明,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
  • [学会発表] ミツバチの嗅覚-味覚連合学習におけるオクトパミンの役割2018

    • 著者名/発表者名
      小林 樹里,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
  • [学会発表] Place memory based on visual information in the cricket Gryllus bimaculatus.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理学会第40回神戸大会
  • [学会発表] The flight mill for measuring flight properties of a small insect.2018

    • 著者名/発表者名
      Okada R, Pham DL, Ito Y, Yamasaki M, Ikeno H
    • 学会等名
      日本比較生理学会第40回神戸大会
  • [学会発表] ニホンミツバチにおける女王パイピング(トゥーティング、クワッキング)と分蜂の関係2018

    • 著者名/発表者名
      山本哲、菅原道夫、池野英利、岡田龍一
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
  • [図書] 生き物と音の事典、ミツバチの音コミュニケーション2019

    • 著者名/発表者名
      藍 浩之
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      朝倉書店、
  • [図書] 動物学の百科事典、10章 動物の行動、定位~動物の“右向け右”には訳がある~。2018

    • 著者名/発表者名
      藍 浩之
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621303092
  • [図書] 昆虫の脳をつくる 第9章 標準脳の作成の実際2018

    • 著者名/発表者名
      池野英利、岩月知香、後藤昴彦、宮本大輔、神崎亮平
    • 総ページ数
      43
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254102772

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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