集団レベルの活動リズムを生み出す自己組織化機構の解明

阐明产生群体水平活动节律的自组织机制

• 批准号: 21K06329
• 负责人: 菊地 友則
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06329/
• 关键词: ウルトラディアンリズム; 自己組織化; 社会性昆虫

本研究計画では、これまで知見が少なく実際の社会活動の時間スケールに近いウルトラディアンリズムに着目し、集団レベルのリズム活動の発現メカニズムを、個体、個体間のリズム活動の視点から理解することを目的とした。本年度は、個体レベルのウルトラディアンリズムの追加データをとるとともに、2個体時のデータ解析の準備を進めた。前年度は、女王、内役ワーカー、外役ワーカーのカースト毎の解析を行ったが、対象としているトゲオオハリアリは女王がコロニーに1匹しか存在しないため、他のカーストに比べてサンプル数が稼げなかった。そこで、コロニーを新たに採集し、女王カーストのサンプル数を増加させた。新たに10個体の女王を解析した結果、いずれも20-40分程度のリズム周期が確認され、前年度のデータと合わせると、84.2％（16/19）の女王がウルトラディアンリズムを持つことが明らかになった。また、前年度の解析では、各カーストの平均移動速度がカースト間で異なりワーカーに比べて女王で早いことが明らかになっていた。追加データを合わせて一回あたりの移動速度分布を調査したところ、分布の形がカースト間で大きく異なっていた。内役ワーカー、外役ワーカーの移動速度の殆どが（約98％）が100pixel/s以下だったのに対し、女王では67.8％に過ぎなかった。女王の残りの移動の約30％は100〜300pixel /sの速い速度のものであった。これらの事から、女王は移動に関して、ワーカーと同じような速度を示すフェーズと、女王特異的な早い速度を示すフェーズの二つがあることが明らかになった。2個体条件下の各個体のリズムの有無や周期、2個体間の同期の有無については鋭意現在解析中である。

在本研究项目中，我们将重点关注迄今为止知之甚少且接近实际社会活动时间尺度的超电节律，旨在从个体和间质的角度理解群体层面节律活动的表达机制。 -个人有节奏的活动。今年，我们收集了个人层面的超电节律的额外数据，并为两个人的数据分析做好了准备。去年，我们按种姓对蚁后、内部工蚁和外部工蚁进行了分析，但由于我们所针对的刺蚁群体中只有一个蚁后，因此无法获得与其他蚁群相比的样本量种姓。因此，我们收集了新的蜂群并增加了蜂王种姓样本的数量。对10位新蜂王进行分析的结果，证实她们的节律周期都在20-40分钟左右，结合上一年的数据，发现84.2%（16/19）的皇后们有超电节奏，这一点很明显。此外，在去年的分析中发现，各个种姓的平均移动速度在不同种姓之间存在差异，女王的平均移动速度比工蚁更快。当我们使用附加数据调查每次移动的移动速度分布时，我们发现种姓之间的分布形状差异很大。大多数（约98%）内部和外部工人的移动速度都低于100像素/秒，而女王的移动速度仅为67.8%。女王剩余运动中大约 30% 的速度为 100-300 像素/秒。从这些结果可以清楚地看出，蚁后的移动分为两个阶段：一个阶段，它们以与工蚁相似的速度移动，另一个阶段，它们以蚁后独有的更快速度移动。我们目前正在分析两个个体条件下每个个体是否有节律、周期以及两个个体之间是否存在同步。

项目成果

社会性昆虫にみられる歩行パターンの時間的特性

在社会性昆虫中观察到的运动模式的时间特征

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐々木拓真;菅原研;林叔克;辻和希;菊地友則
• 通讯作者: 菊地友則