寄生者による宿主の偏光感覚改変メカニズムの解明

阐明寄生虫改变宿主极化方向的机制

基本信息

批准号：
22K19310
负责人：
佐倉緑
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19310/
关键词：
偏光視宿主操作偏光走性寄生複眼

项目摘要

多くの寄生者は自らの生存のために宿主操作を行うが、その神経機構には不明な点が多い。近年我々はハリガネムシに寄生されたカマキリ目昆虫が、水面からの反射光に含まれる水平偏光に誘引され、ハリガネムシが繁殖可能な水域へ入水する可能性を示した。そこで本研究では、カマキリの水面からの偏光受容に関わる感覚情報処理経路とハリガネムシの寄生によって起こる変化を行動学的・組織学的・電気生理学的に明らかにすることで、偏光走性が入水行動に与える影響を評価し、寄生者による宿主操作のメカニズムとその生態学的意義を考察することを目的としている。今年度は以下の2点について解析をすすめた。1) 偏光走性を生じさせる偏光度閾値の調査：被寄生カマキリの水平偏光に対する走性を引き起こす偏光の強さ（偏光度）が、実際に彼らが野外で受容する水面からの反射光の偏光度に対応しているのかについて確認するため、様々な偏光度の光刺激を用いてＴ迷路による選択実験を行った。その結果、偏光度が強くなるに従って偏光走性も強くなり、走性の発現にはある程度の偏光度が必要であることが明らかとなった。現在、野外の様々な水条件の反射光の偏光度を測定し、カマキリがどのような水域に誘引されるのかについて検証をすすめている。2) 偏光センサーの組織学的・電気生理学的解析：カマキリの複眼のうち、宿主操作の際に水面からの反射光を受容するであろう前方腹側の個眼集団について、水平偏光に対する感度をERG（網膜電図）測定によって電気生理学的に解析したところ、寄生によって感度の上昇が起こることが示唆された。これらの感度上昇は垂直偏光や非偏光では顕著でないため、水平偏光特異的に感度の変化が起こると考えられる。そこで、これらの個眼が水平偏光を検出するメカニズムを解明するため、個眼の微細構造の透過型電子顕微鏡による観察をすすめている。

许多寄生虫为了自身的生存而操纵宿主，但所涉及的神经机制仍然很大程度上未知。近年来，我们发现，被绿篱甲虫寄生的螳螂目昆虫，会被水面反射光中所含的水平偏振光所吸引，并可能进入绿篱甲虫可以繁殖的水域。因此，在本研究中，我们从行为学、组织学和电生理学上阐明了螳螂接收来自水面的偏振光所涉及的感觉信息处理通路，以及由于绿篱甲虫的寄生而发生的变化的目的。本研究的目的是评估对宿主种群的影响，并考虑寄生虫操纵宿主的机制及其生态意义。今年我们分析了以下两点。 1）引起偏振趋化性的偏振阈值的研究：导致寄生螳螂对抗水平偏振光的偏振强度（偏振度）实际上是它们在野外接收到的水面反射光的偏振。为了确认偏振度是否对应于偏振度，我们使用不同偏振度的光刺激，利用T迷宫进行了选择实验。结果表明，随着偏振度的增加，偏振趋化性也增强，并且一定程度的偏振对于趋化性的表达是必要的。目前，我们正在测量各种室外水体条件下反射光的偏振程度，以研究哪些类型的水体吸引螳螂。 2）偏振光传感器的组织学和电生理学分析：在螳螂的复眼中，使用ERG进行电生理分析，研究前腹侧小眼组对水平偏振光的敏感性。（视网膜电图）测量表明寄生会导致敏感性增加。由于这些灵敏度的增加对于垂直偏振光或非偏振光并不显着，因此认为灵敏度的变化专门针对水平偏振光而发生。因此，为了阐明这些小眼检测水平偏振光的机制，我们正在使用透射电子显微镜对这些小眼的精细结构进行观察。