昆虫における温度・湿度環境選択行動についての行動学的解析システムの開発

昆虫温湿度环境选择行为行为分析系统的开发

• 批准号: 10874130
• 负责人: 横張 文男
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10874130/
• 关键词: 昆虫; ワモンゴキブリ; 行動解析; 湿度環境; 湿度定位行動; コンピュータ; 行動軌跡; 触角; ウモンゴキブリ

昆虫は、脊椎動物と異なり、環境の湿度変化を検出する湿度感覚器を持っている。その受容機構については従来の研究で解明してきたが、環境の湿度勾配検出のしくみや湿度選択行動のしくみは、まだ十分に解明されていない。まず、昆虫は湿度環境を検索し特定の湿度環境に留まる行動を、昨年度作成したコンピュータ支援行動解析装置等を用いて解析した。実験材料にはワモンゴキブリを用いた。定常的な湿度勾配のある円形のアリーナに4日間無摂水のワモンゴキブリを入れると、装置内の側壁にそって走り回る行動の後、乾環境よりも湿環境に長く滞在するようになった。そのおもな行動学的原因は、湿環境では乾環境での行動として、1)空間的な移動を伴わない行動が増加すること,2)歩行速度が低下すること、3)歩行の曲がり(deg/cm)が増加することにあることがわかった。次に摂水場所に到達する行動について解析した。片方の側路の先端に水を、もう一方の側路の先端に乾燥剤(silica gel)を置いたT字型の行動選択装置にワモンゴキブリを入れ、行動を観察した。行動の基本的パターンは歩行と立ち止まり行動の繰り返しなので、立ち止まり行動とその後の歩行の進行方向に着目して解析した。立ち止まり行動では、頭部を振る行動と頭部は固定し触角だけを振る行動が見られた。4日間無摂水のワモンゴキブリでは、水のある側路を選択する確率が高かった。初動から水のある側路を選択したものでは、しなかったものと比べ、初回の立ち止まり行動の中で頭部を振る行動の占める割合は高いなどの結果が得られた。摂水場所を発見し到達するまでの行動は、次のような連続的な行動によって組み立てられていることが示唆された。先ず1)高湿度を検出して立ち止まり、2)立ち止まったまま、触角と首を振って湿度勾配を検出(水のある方向を検出)し、3)より高湿度側に向かって歩行する。

与脊椎动物不同，昆虫具有检测环境变化的湿度传感器。接受机制已经通过先前的研究阐明，但是检测环境中湿度梯度的机制以及湿度选择行为的机制尚未完全阐明。首先，昆虫搜索湿度环境并分析其行为，这些行为使用去年创建的计算机辅助行为分析设备保留在特定的湿度环境中。实验材料是男性蟑螂。将未煮过的美国蟑螂放在一个圆形的舞台上，稳定的湿度梯度四天，在潮湿的环境中呆了比在设备内侧壁跑步后更长的时间。发现这是在干燥环境中潮湿环境中的行为的主要行为原因：1）行为增加而没有空间运动，2）步行速度降低； 3）步行的弯曲（DEG/cm）增加。接下来，分析了到达水位地点的行为。将蟑螂放在一条小路的尖端的T形行为选择装置中，在另一道路的尖端，干燥剂（硅胶），并观察到行为。由于行为的基本模式是重复行走和停止行为，因此我们通过关注停止行为的方向和随后的步行进展来分析它们。在暂停行为中，存在摇头，固定头并仅挥动触角的行为。对于4天未煮过的美国蟑螂，有很大的可能性是选择一条用水的侧路。获得了结果，例如与第一次停止动作进行的震动行为的比例相比，这些行为是第一个停止行动的比例。有人提出，采取的动作直到发现水并到达现场，以下连续的动作构成了框架：首先，1）检测高湿度并停止，2）继续停止，摇动触角并头部检测湿度梯度以检测湿度梯度（检测某些水方向），3）向更高的湿度侧行走。

项目成果

Michiko Nishikawa: "Central projections of the antennal sensory neurons on the cockroach brain"Chemical Ecology. 1. 109-110 (1999)

西川美智子：“蟑螂大脑上触角感觉神经元的中央投影”化学生态学。

Masayuki Iwasaki: "Fine structure of modular subunits in the mushroom bodies of the cockroach"Comp.Biochem.Physiol.. 124A. 133-133 (1999)

Masayuki Iwasaki：“蟑螂蘑菇体中模块亚基的精细结构”Comp.Biochem.Physiol.. 124A。

Taichi Ifuku: "Behavioral analysis of humidity orientation in the cockroach,Periplaneta americana"Comp.Biochem.Physiol.. 124A. 133-133 (1999)

Taichi Ifuku：“美洲大蠊蟑螂湿度方向的行为分析”Comp.Biochem.Physiol.. 124A。

Masayuki Iwasaki: "Ultrastructural analysis of modular subunits in the mushroom bodies of the cockroach"J.Electron Micro.. 48(1). 55-62 (1999)

Masayuki Iwasaki：“蟑螂蘑菇体中模块亚基的超微结构分析”J.Electron Micro.. 48(1)。