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

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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。