水元惟暁 農学研究科博士後期課程学生（日本学術振興会特別研究員）、小林和也 同研究員（日本学術振興会特別研究員）、松浦健二 同教授らのグループは、シロアリが集団で作り上げる構造物に明確な種内変異が見られることを実験的に示し、その多様な構造を生み出すメカニズムを理論予測しました。
本研究成果は、2015年11月4日に、英国王立協会のオープンアクセス誌「Royal Society Open Science」にて掲載されました。
研究者からのコメント
生物は集団となることによって、大量の作业を効率化し、単独では不可能なことを可能にします。シロアリはその最たる例で、集団となることで个体サイズとは比べ物にならないような巨大な构造物を作り上げます。今回の研究では、个体レベルの反応の変化がどのように构造物に影响を与えるかを明らかにしました。これを基にして、社会性昆虫が异なる状况に応じて、どのように集団として柔软にふるまうことが出来るかといった谜にアプローチしていくことが出来ると考えています。
概要
精巧で复雑な构造を持つアリ塚や张り巡らされた地下トンネルのように、アリ?ハチ?シロアリのような社会性昆虫は、多数の个体からなる集団が协力することで、巨大な构造物を作り出します。彼らの构造物形成では、われわれヒトの构造物形成とは大きく异なり、リーダーや设计図は存在しません。それぞれの个体は认知できる狭い范囲の情报にのみ反応し、互いの行动に影响を与え合うことだけで、全体としては秩序だった构造物を作ることができます。これは自己组织化と呼ばれ、彼らの建设は単纯な规则によって行われるにも関わらず、种内においてさまざまな形や大きさの构造物を作り上げます。种内変异が生じる要因は环境の影响や集団サイズが调べられてきましたが、同一条件下で生じる种内変异についてはほとんど知见がありませんでした。
今回本研究チームは、シロアリの蚁道建设行动に注目して、彼らが同じ环境下においてもコロニー间で明确に异なる构造物を作り上げることを示しました。また构造物建设に与える要因を调べるために、シロアリの蚁道建设行动を模した格子モデルを构筑し、建筑シミュレーションを行いました。その结果、シロアリが建设行动において用いる挥発物质であるセメントフェロモンへの感受性と、建设行动に参加する个体の割合の二つを変化させることによって実験で见られた构造物のパターンと非常によく似たパターンを再现することが出来ました。
この研究成果は、个体レベルの反応の変异と集団レベルの形质である构造物の変异を初めて结びつけたものであり、シロアリだけでなく、集団生活を営むさまざまな生物が建设する构造物の种内変异を理解する上で、极めて重要な意味を持ちます。
実験で実际にシロアリが建设した构造と、シミュレーションによって再现された构造の比较
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
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Nobuaki Mizumoto, Kazuya Kobayashi and Kenji Matsuura
"Emergence of intercolonial variation in termite shelter tube patterns and prediction of its underlying mechanism"
Royal Society Open Science 2: 150360, Published 4 November 2015
- 京都新聞（1月5日 27面）に掲載されました。
