アワノメイガの超音波種内交信における発音の機能とメカニズムの解析

玉米螟超声种内通讯发声功能及机制分析

• 批准号: 07J04821
• 负责人: 中野 亮
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04821/
• 关键词: 超音波; アワノメイガ; 音圧; 配偶行動; コウモリ; 発音; 耳; 生物音響; 発音メカニズム

平成20年度は,研究目的であるアワノメイガの雌雄間の音響交信における発音の機能の解明について,研究実施計画に沿って研究を遂行した.得られた実績を下記に示す.1.アワノメイガのメスによる音刺激に対する認識能の有無を明らかにするため,聴受容細胞の応答特性と運動神経への出力を調査した.本種の腹部にある聴受容細胞の出力を一点で測定するため,聴受容細胞と一次中枢である胸部神経節との間でタングステン・フック電極にて細胞外記録を行った.本年度においては,配偶者であるオスの発する超音波の時間構造およびコウモリの発する超音波の時間構造を有す合成音を適刺激として実験を行ったが,現在のところはまだ予備調査の段階であり,実験技術の習得中である.聴受容細胞の応答特性の解明は今後継続して行う予定である.次に,飛翔時の飛翔筋電位の音刺激に対する変化を測定した.各種音刺激(オスの超音波,コウモリの超音波)に対する応答の違いを調査した結果,飛翔中にコウモリの超音波を受容すると特徴的な捕食者(コウモリ)回避行動として螺旋飛翔や地面へのダイブなどの反応を示した.しかしながら,この行動反応は配偶者であるオスの超音波に対しても同様に引き起こされることが確認された.したがって,本種のメスはオスとコウモリの発するそれぞれ時間構造の異なる超音波を聞き分けていないことが示された.このことは,ガの音響交信がコウモリによる捕食を回避する行動反応により進化したことを裏付ける.2.アワノメイガのように微弱な超音波を配偶行動に利用することは,他の生物による盗聴を回避できるなど適応的である.したがって,他の様々なガにおいても微弱な超音波を利用している可能性がある.そこで,多岐の分類群に渡る13種のガの配偶行動を観察し,発音の有無を検討した,その結果,調査した種の7割にあたる9種で微弱な超音波の発音が確認された.これまで,ガの音響交信は稀有な事例とされてきたが,実際には多くの種で音響交信していることが示唆された.3.アワノメイガ以外のガにおいても上記1.と同様の実験を行った.その結果,キマエホソバと言うがでは,オスとコウモリの超音波を聞き分けていることが明らかになった.この時,オスの超音波に対しては交尾行動を,コウモリの超音波に対してはみずから発音し,コウモリのソナーを妨害するなどの捕食者回避行動を示すことが分かった.ガの聴受容細胞は極めて少数であることから,音の時間構造に基づいて音の種類を認識する脳内情報処理メカニズムが発達していることが示唆される.このようなメカニズムは,例えば自動車に搭載されうる障害物回避システムに将来応用できる可能性を持つ.

Heisei 20 year, research purpose: audio communication between male and female. The explanation of the function of the sound is clear, and the implementation of the plan is studied and carried out.実achiiを下记に Showす.1.アワノメイガのメスによる声stimulusに対するKnowing abilityの有无を明らかにするため, 聴 receptive cell's response characteristics and sports god 経へのeffort investigation した.Measurement of the output of the abdominal receptor cells of this species, and the receptor cells. One-time central nervous system and chest santo section and lateral extracellular recordingを行った. This year's においては, spouse's であるオスの発するULTRASONIC のchronological structureおよびコウモリの発するULTRASONIC のchronological structureを有すSYNTHESONをsuitable stimulationとして実験を行ったが, the current のところはまだpreparatory investigation stage であり, the acquisition of 実験technology is in progress である. The response characteristics of the receptive cells have been clarified. From now on, the action will be determined. The next step will be to fly. Various sound stimulations (Ultrasound waves) are used to measure the sound stimulation of flying tendon potential. , コウモリのULTRASONIC) に対する応Answer のviolation いをinvestigation した results, 飞中にコウモリのULTRASONIC をacceptanceすると特徴's なPredator(コウモリ) evasive actionとしてhelical flightや地へのダイブなどの反応をshow した.しかしながら, このaction 濜は spouseであるオスのULTRASONIC に対しても同様にinducingき出こされることが CONfirm された.したがって, this kind of のメスはオスとコウモリの発するそれぞれtime structure のdifferent なるULTRASONIC波を文き分けていないことがshowsされた.このことは,ガの音交信がコウモリによるpreyをavoidanceするactionreactionによりevolutionしたことをripayける.2.アワノメイガのようにWeak ultrasonic wave mate action にutilization することは, his creature によるthief The である.したがって of 聴をavoidance できるなど応, his の様々なガにおいてもweak The possibility of using ultrasonic waves is 13 species.のガの spouse actionを観Observationし,発音の有无を検问した,そのresult,investigationしたkindの7 Cut out 9 kinds of weak ultrasonic sound and confirm it. A rare case of rare things攆された.3.アワノメイガ外のガにおいても上记1.と同様の実験を行った.そのRESULTS,キマエホソバと言うがでは,オスとコウモリのULTRASONIC を文きWhen the time is divided, the ultrasonic wave will be mated.を,コウモリのULTRASONIC に対してはみずから発音し,コウモリのソナーを hinder するなどのPredator avoidance action をshow すことが分かった. ガの聴 receptive cells は极めて小Number of であることから, sound の time structure に base づ い て sound の kind を recognition す る脳 internal information processingメカニズムが発达していることが时憆される.このようなメカニズムは, ExampleえThe automatic car is equipped with an obstacle avoidance system and a possibility of future use.

项目成果

ガの密やかなラブソング:鱗粉による発音のメカニズムと交尾行動における機能の解明

蛾的秘密情歌：阐明基于音阶的发声机制及其在交配行为中的作用

• 发表时间: 2008
• 作者: 中野亮;田付貞洋;石川幸男
• 通讯作者: 石川幸男

Moths produce extremely quiet ultrasonic courtship songs by rubbing specialized scales

• DOI: 10.1073/pnas.0804056105
• 发表时间: 2008-08-19
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Nakano, Ryo;Skals, Niels;Ishikawa, Yukio
• 通讯作者: Ishikawa, Yukio

ガの超音波交信:コウモリへの対抗戦略と音響交信の進化

飞蛾中的超声波通信：对抗蝙蝠的策略和声学通信的演变

• 发表时间: 2009
• 期刊: PNE蛋白質 核酸 酵素 (掲載確定)
• 作者: 中野亮;高梨琢磨;田付貞洋;石川幸男
• 通讯作者: 石川幸男

キマエホソバは配偶者と捕食者の発する超音波を識別しているか?

日本蚱蜢能否区分其配偶和捕食者发出的超声波？

• 发表时间: 2009
• 作者: 中野亮;石川幸男;田付貞洋;Surlykke;A.;Skals;N.;高梨琢磨
• 通讯作者: 高梨琢磨