アリの社会的コミュニケーションによる発生タイミング制御機構の解明

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生物は個体を取り巻く様々な環境に対して行動や生理状態、さらには発生プロセスをも変化させ、次世代を残すための柔軟な生存適応能力を備える。近年では様々な生物が季節の変化や個体密度、感染や貧栄養など様々な困難な環境を乗り越えるしなやかな発生制御機構を備えることが明らかとなりつつある。また、生物は気象条件のみならず、個体を取り巻く複雑かつ多様な環境要因に対して応答し、発生プロセスを成し遂げる生態システムを備えることが予想される一方、その実態と制御メカニズムについては不明な点が多く残されている。本研究は、社会性昆虫であるアリを研究対象とし、特に社会環境に依存した個体の発生タイミングの関わりとその制御メカニズムの解明を目指し、社会性昆虫が社会環境による発生制御の仕組みを進化させてきたことの生物学的意義を探索し明らかにすることを目指すものである。初年度である2021年度には本研究の基本データとなるアリの幼虫発生プロセスと労働アリの養育行動の記述を行った。特に女王アリと労働アリ、および発生過程にある胚、幼虫、蛹からなるコロニーを正常社会環境とし、個体サイズや頭幅、重量の測定からオオアリ幼虫の発生プロセスの指標を定義し、1齢から４齢（最終齢）へと到るプロセスを体長、頭幅、また特徴的な体毛形状によって定義することに成功した。また発生タイミングを規定することで知られる昆虫のステロイドホルモンの定量実験、及び定量PCRによるその合成酵素の発現解析実験を行い、正常発生タイミングとエクジステロイドの発現にはショウジョウバエ等で知られる発現ピークが複数回出現することを見出した。さらに女王不在環境においては個体発生が遅延することを研究室で維持する２種のアリにおいて共通して見出し、エクジステロイド量の低下を伴う現象であることを明らかにした。次年度以降は社会環境に依存したその制御機構の解明を目指す。