アリ類における生物時計の社会的制御機構と適応的意義の解明

阐明蚂蚁生物钟的社会控制机制及其适应性意义

• 批准号: 20J01766
• 负责人: 藤岡 春菜
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Okayama University (2021)Osaka City University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01766/
• 关键词: アリ; 日周リズム; 社会性昆虫; 概日リズム; 社会的相互作用

生物は、昼夜のサイクルに合わせた約24時間周期の概日リズムを備えている。概日リズムは、光など環境の影響を強く受けるが、動物社会における集団採餌など協力行動のために、社会的制御も重要である。社会性昆虫は、集団での役割分担など社会的状況が多様で、個体間相互作用による影響を受けやすく、生物時計の社会的制御機構を解明するのに適した材料である。本研究では、アリ類を用いて、アリの生態と概日活動リズムとの関係性を明らかにすること、概日リズムを生み出す生物時計の生理機構の解明を目的に研究を行った。野外では、光や温度など環境要因と種間相互作用などの生物的要因が複雑に絡み合いながら、生物時計を制御している。つまり、それぞれの種は、周辺の外的環境に合わせて、多様な概日活動リズムを示すと考えられる。アリ類は日本国内に300種弱生息し、それぞれが多様な生態を持っているが、野外での概日リズムの報告が限られているため、生態と概日活動リズムとの関係性を予測することは現状では難しい。野外環境での生物時計の適応的意義を解明するために、複数種の概日リズムを調べ、その知見を蓄積することが重要である。本研究では、本州に生息する数種類のアリで活動リズムの測定を行った。いくつかの種では、概日活動活動性の強さに、種間差やカースト間での差があることが明らかとなった。個体間相互作用による柔軟な概日活動リズムを生み出す生理機構を解明するため、トゲオオハリアリ(Diacamma cf.indicum from Japan)を材料に、個体間相互作用などの社会的要因から単離し、概日活動リズムを示す単独条件と、常時活動性を示す幼虫と同居させた育児条件で、ワーカーの時計遺伝子の発現振動の有無と概日活動リズムの有無が一致するのかを調べた。現在は、論文化の準備をしている。

该生物的昼夜节律大约为每天晚上24小时，定制为昼夜周期。尽管昼夜节律受到环境的强烈影响，例如光线，但社会控制对于合作行为（例如动物社会中的群体觅食）也很重要。社交昆虫具有各种各样的社交情况，例如群体中的角色分裂，并且容易受到个人之间的相互作用，使其适合阐明生物时钟的社会控制机制。在这项研究中，我们使用蚂蚁进行了研究，以阐明蚂蚁的生态与昼夜节律节奏之间的关系，并阐明产生昼夜节律的生物时钟的生理机制。在该领域，诸如光和温度以及生物学因素（例如种间相互作用）等环境因素以复杂的方式交织，从而控制生物时钟。换句话说，人们认为每种物种都表现出各种各样的昼夜节律节奏，并为周围的外部环境量身定制。近300种蚂蚁生活在日本，每种蚂蚁都有不同的生态学，但是由于该领域的昼夜节律报道有限，目前很难预测生态学与昼夜节律节奏之间的关系。为了阐明在室外环境中生物钟的适应性意义，研究多个昼夜节律并积累知识很重要。在这项研究中，在居住在亨森的几种蚂蚁上测量了活性节奏。据透露，昼夜节律活动的强度和某些物种中种姓之间的差异存在差异。 To clarify the physiological mechanisms that produce flexible circadian activity rhythms through interactions between individuals, we isolated them from social factors such as interactions between individuals, using Diacamma cf.indicum from Japan as the material, and examined whether the presence or absence of circadian activity rhythms coincided with the presence or absence of circadian activity rhythms in the sole condition that exhibits circadian activity rhythms and child-rearing conditions in which工人被允许与表现出持续活动的幼虫一起生活。目前，我正在为理论文化做准备。

项目成果

フリブール大学(スイス)

弗里堡大学（瑞士）

トゲオオハリアリは巣内で概日活動リズムを示さない

刺蚁在巢穴内没有表现出昼夜活动节律

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤岡春菜;阿部真人;岡田泰和
• 通讯作者: 岡田泰和

「飲むのか？運ぶのか？トゲオオハリアリのバケット行動」

“它们喝水吗？它们携带东西吗？刺蚁的桶状行为”

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤岡春菜;長縄健;Adria C. LeBoeuf
• 通讯作者: Adria C. LeBoeuf

アリのアリズム：日周リズムとその社会的制御

蚂蚁节律：昼夜节律及其社会控制

• 发表时间: 2020
• 作者: Kato Shun;Arasaki Kohei;Tokutomi Natsuki;Imai Yuzuru;Inoshita Tsuyoshi;Hattori Nobutaka;Sasaki Taeko;Sato Miyuki;Wakana Yuichi;Inoue Hiroki;Tagaya Mitsuo;藤岡春菜
• 通讯作者: 藤岡春菜