血縁のない共同創設女王どうしの協力関係が崩壊するメカニズムの解明

阐明无血缘关系的联合创始女王之间合作关系破裂的机制

基本信息

批准号：
21K06345
负责人：
佐藤俊幸
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06345/
关键词：
協力行動非血縁行動操作オクトパミン

项目摘要

チクシトゲアリは、しばしば血縁のない創設女王どうし同じ営巣場所で越冬し、栄養交換しあいながら共同でコロニーを創設するアリである。これまでの研究により、創設期の女王より成熟巣の女王の方が脳内オクトパミン濃度が有意に高いこと、女王数が多いほど女王の脳内オクトパミン濃度が高いこと、オクトパミンを経口摂取させると栄養交換などの協力行動の頻度が低下し、逆に、相手の触角を噛んで引っ張るなど敵対的な行動を誘導できることが明らかになった。相手に栄養交換を要求したのに拒否された場合、拒否した相手に対し攻撃的にふるまうことも明らかになった。相手の大顎に噛みつき、栄養を吐き戻すまで離さない行動も観察し、相手から栄養交換を引き出す駆け引きの存在が示唆された。これまでに以下の行動実験を行った。（１）ペア間の協力行動：コントロールでは片方の女王にのみ10％ショ糖水を給餌し、給餌しなかった女王との栄養交換行動を解析した。給餌個体から非給餌個体への口移しの栄養交換行動が確認され、体重の移動があった。一方、実験区では、片方の女王にオクトパミン2㎎/ml入りの10％ショ糖水を給餌し、非給餌個体との相互作用を録画した。栄養交換の回数と時間及びアログルーミングの回数と時間はショ糖のみ給餌に比べ、オクトパミン給餌では有意に頻度が低かった。（２）トリオでの協力行動：創設女王3個体のうち1個体にのみ10％ショ糖水、あるいはオクトパミン2㎎/ml入りの10％ショ糖水を給餌し、給餌しなかった女王2個体との相互作用を録画し、解析した。栄養交換の回数と時間及びアログルーミングの回数と時間は、ペア実験と同様、対照群と比較してオクトパミン投与群で低下し、協力行動を抑制する働きが確認された。また、遺伝子発現の比較解析から、成熟巣の女王の頭部で、幼若ホルモン関連遺伝子や産卵女王の行動に関係する遺伝子の高い発現が検出された。

蚂蚁是经常与无关的始祖蚁后在同一筑巢地点越冬的蚂蚁，在交换营养的同时共同建立蚁群。此前的研究表明，成年蜂巢中的蜂王大脑中的章鱼胺浓度明显高于创始蜂王，蜂王数量越多，蜂王大脑中的章鱼胺浓度就越高，而且口服摄入章鱼胺的频率也提高了。交流等合作行为减少，相反，有可能诱发撕咬、拉扯对方触角等敌对行为。研究还发现，当动物拒绝与伴侣交换营养物质时，它们会对拒绝的人表现出攻击性。他们还观察到咬住对手的下颌骨，直到将营养物质回流为止才松开的行为，这表明存在一种引起对手营养交换的策略。到目前为止，我们已经进行了以下行为实验。 (1)配对间的合作行为：对照中，仅喂食1只蜂王10%蔗糖水，分析与未喂食蜂王的养分交换行为。观察到从进食个体到未进食个体的口对口营养交换行为，并且体重发生变化。另一方面，在实验区，一只蜂王被喂食含有2毫克/毫升章鱼胺的10%蔗糖水，并且她与未喂食个体的互动被录像。当饲喂章鱼胺时，营养物质交换的次数和时间以及异体梳理的次数和时间显着低于仅饲喂蔗糖时。 (2)三人组的合作行为：仅给三位创始蜂王中的一位喂食10%蔗糖水或含有2mg/ml章鱼胺的10%蔗糖水，并将与未喂食的两位蜂王的互动效果录像。并进行了分析。与配对实验一样，与对照组相比，章鱼胺处理组的营养交换次数和时间以及异体梳理次数和时间均较低，证实它抑制了合作行为。基因表达的比较分析还发现，成熟巢蜂王头部保幼激素相关基因和产卵蜂王行为相关基因高表达。