シロアリのコロニー間相互作用に関する認識と意志決定機構の解明

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1.社会性昆虫における性役割の起源の解明社会性膜翅目昆虫で、なぜ雌のワーカーしか存在しないのかという問いに対し、半倍数性による血縁度の性非対称性で説明がなされている。しかし、両性二倍体の多くのシロアリの種でも高度な性役割が存在する。こうしたシロアリの性役割については、既存の血縁選択では説明できない。下等シロアリにおける性的二型と兵蟻性比のバイアスの関係を調べた結果、潜在的な性的二型(有翅虫の性的二型)の大きい種では兵蟻性比が雌に偏ったり、雌だけであったりすることが分かった。逆に、性的二型のない種では兵蟻の性比にもバイアスは無いことが分かった。数理モデルにより、潜在的な性的二型が存在し、兵蟻サイズへの安定化選択が働くと、兵蟻性比のバイアスが起こり、最終的に性的専門化が生じることが示された。これは、「カーストの進化以前に存在した性的二型により、そのカーストに対する適合性が雌雄で異なり、カースト分化における適合性の閾値を上げていくと、性的専門化が生じる」という前適応仮説を支持する。これはシロアリだけでなく、社会性昆虫の性役割の起源を統一的に説明できると考えられる。2.下等シロアリにおける単為生殖と有翅虫性比これまでの研究により、Reticulitermes属シロアリで、条件的単為生殖を行う種の存在が明らかになった。日本のR.speratusおよび米国のR.virginicusでは雄と配偶できなかった雌が単為生殖によりコロニーを創設することが明らかになった。オスはメスと遭遇できなければ、コロニーを創設できないが、メスはたとえオスと遭遇できなくても、単為生殖という次善策によってコロニーを創設可能である。数理モデルにより、メスが単為生殖能力を有することによって、雌雄の有翅虫で繁殖価が非対称になり、性比がメスにバイアスすることが予測された。本仮説の検証のため、単為生殖能力を有するR.speratusおよびR.virginicusと、単為生殖能力を持たない近縁種のR.flavipesの性比(個体数性比および投資性比)と性的二型について調査を行った結果、単為生殖を有する種の性比は有意にメスに偏っており、一方、単為生殖能力をもたない種では、観察された性比は帰無仮説の1:1と有意差が認められなかった。