福岡大学附属大濠高等学校・生物部
鬼塚健太，久末遊（顧問：田中真）

オオズアリの社会構造に関する研究
多雌性コロニーにおける女王とワーカーの関係について

本 研 究 は 日 本 農 芸 化 学 会 2012 年 度 大 会（開 催 地京都女子大学）での「ジュニア農芸化学会」において発表された．身近な昆虫であるアリの社会構造に着目し，働きアリが女王をどのように認識しているのかを明らかにすることを目的として行われた研究である．

内にいるワーカーを図 2 の右図のように脚を切ってワーカー個体を識別する（脚切法はアリを標識する際の一般的な方法である．ワーカーとしての働きに支障はない）．
翌日以降の各女王に集まったワーカー数の変動を調べ

本研究の背景，実験方法および結果と考察【研究動機】 昨年度の研究から，仕事に参加しない働きアリが存在しており，そのような隊列から離れているアリは，ほかの働きアリとは異なる役目をもっていることが明らかとなった．このことから私たちはアリの社会構造について関心をもった．本研究では，複数の女王が存在するアリの多雌性コロニーに着目し，アリたちが女王間の競争をどのように解消しコロニーを維持しているのかについて，ワーカーが女王を識別しているのではない

図 1 ■ 実験模式図かと推測し今回の研究を行った．
【実験方法】
採集と飼育：オオズアリのコロニーは石の裏や木の根の周辺の比較的浅いところに巣を作る．そこで，スコップなどを使って，コロニーごと採集し，石膏を敷いたプラスチックケースでコロニーごとに飼育する．
実験 1：女王を隔離したときのワーカーの動き
コロニー内のワーカーをすべて飼育ケースに入れ，ふたにワーカーだけが出入りできる穴を開けた瓶に女王を1 頭ずつ閉じ込め，すべての女王を飼育ケースに入れる．数日おきに瓶の中に入っているワーカー数を数え，ワーカー数の変動を調べた．
実験 2：標識実験
実験 1 と同様の実験装置を用いて，女王 A 〜 G の各瓶

化学と生物 Vol. 50, No. 12, 2012

図 2 ■ オオズアリ
左：女王（10 mm）,右：ワーカー（2.5 mm）

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まっていた．瓶の配置を変えても結果は同じだった．さらに，2 頭の女王の内の 1 頭を取り除くと，残ったほうの女王の入った瓶に多数のワーカーが移動する様子が観察された．
【考察・展望】 実験 1, 2 の結果から，ワーカーは流動的に複数の女王を訪れているが，女王によってワーカーの集まりやすさには違いがあることがわかった．また実験
3 において，ワーカーは女王の入った瓶の周りにのみ集
図 3 ■ 女王によるワーカーの集めやすさの違い

まり，対照とした空の瓶には全く集まらなかった．ワー
カーと女王が接触することはないので，女王の出す揮発性の物質によりワーカーが誘引されていることが考えられる．
もしも特定の女王に多くのワーカーが集まり，ほかの女王にはほとんど集まらないようなことになれば，多雌性コロニー（女王が複数存在するコロニー）を維持することはできなくなる．実際，1 頭の女王を除くすべての女王がワーカーに殺害あるいは攻撃されるなどして，他雌性コロニーが崩壊し，単雌性コロニーになるという現図 4 ■ 特定の女王へのワーカーの訪問確率

象は，アリの飼育愛好者たちの間ではよく知られている．しかし，私たちの飼育する 12 個のオオズアリのコロニーにおいて，このような様子は観察されていない

（1）

る ．

し，私たちが自然環境で観察したオオズアリのコロニー

実験 3：女王とワーカーの情報伝達の仕組みについてはすべて多雌性コロニーであった．よって，オオズアリワーカーと女王の物理的接触ができないように，実験は多雌性を維持するため，何らかの対策をとっていると1 で用いた瓶の外側にワーカーが通れない網目の金網を考えられる．私たちは，今回の研究および観察したコロつける．女王を入れた金網付き瓶と何も入れない金網付

ニーの様子からその対策について以下のように考察しき瓶を同数用意し，それぞれの瓶の周辺に集まったワーた．

カー数を比較する．

実験 2 の結果からワーカーはそれぞれ流動的に複数の【結果】 12 コロニーを採集し，女王，ワーカーの数が女王を訪れていることがわかった．女王に集まったワー十分あった 6 コロニーを各種実験に用いた．

カーは栄養交換（栄養をほかの個体に渡す行為）を行う

実 験 1： コ ロ ニ ー 1（女 王 4， ワ ー カ ー 50 頭 ） と コ ロので（2），その女王の繁殖を手助けすることとなる．以上

ニー 2（女王 6，ワーカー 90 頭）で行った．図 3 はコロのことから，オオズアリのコロニーは，各女王とそれにニー 2 の結果である．図中のアルファベットは女王を示

常に随伴するワーカーが形成するグループの集まりではす．これにより，女王によってワーカーの集めやすさになく，ワーカーが複数の女王を流動的に訪れる一つの大有意な差が見られた．コロニー 1 でも同様に，女王にきな集合体であることが示唆される．このように，ワーよってワーカーの集めやすさに違いが見られた．

カーが流動的に女王に訪れることで女王ごとのグループ

実験 2：コロニー 3（女王 7，ワーカー 100 頭）で行ったが形成されず，結果として，多雌性の維持につながって結果，瓶内に入ったワーカー合計 83 頭を標識した．各いると考えられる．

女王の標識個体の採捕率を表したのが図 4 である．これまた，一般的に知られるアリの巣はいくつかの部屋をにより，標識個体が特定の女王に常に集まっているので有する複雑な構造をしているのに対し，オオズアリの巣はないことがわかった．

は深さ 2, 3 cm の大きな横広の部屋が一つあり，そこか実験 3：コロニー 6（女王 4，ワーカー 90 頭）から無作

ら長さ 1, 2 cm, 幅 5 mm ほどの穴が数本掘ってある，と為に 2 頭の女王を選び出し，実験を行った．その結果，いった単純な構造である．女王がワーカーを集めるため空の瓶にはワーカーが近寄りもしなかったが，女王のの集合フェロモンは，複雑な構造の巣より単純な構造の入った 2 つの瓶の金網周辺にほぼすべてのワーカーが集巣のほうがより速く，確実に伝わる．オオズアリの巣の928

化学と生物 Vol. 50, No. 12, 2012単純な構造が，コロニー全体に集合フェロモンが伝わ原因をさらに究明していこうと考えている．また，オオり，どの女王にもワーカーが訪れるようにし，多雌性のズアリのほかにも多雌性のアリは多い．オオズアリ以外維持にかかわっていることが示唆される．のアリの多雌性コロニーにおいて，女王とワーカーがど多雌性コロニーは複数の女王がそれぞれ産卵するため，コロニーの成長率が高い．また，女王が 1 頭死んだのように関係しているのかについても研究していこうと考えている．

としてもほかの女王がコロニーを維持することが可能である，というメリットがある．しかし，先述のように女本研究の意義と展望王間での争いが起きる可能性というデメリットももっている．一方，単雌性コロニーは成長率が低いが，女王間の争いが起きる可能性はない．
オオズアリやシワクシケアリの属するフタフシアリ亜

身近な昆虫の生態に注目し，地道な観察を続けてデータを取得している．科学の基本姿勢に則った粘り強い取り組みから得られた貴重な研究成果である．紙面スペー科は，高等な種と言われるヤマアリ亜科に比べ，進化学スの都合から掲載できなかったが，女王の下に集まる的に比較的早い時期に分岐した．このヤマアリ亜科にもワーカー数の違いの原因について，特定の女王との出会多雌性の種と単雌性（女王がコロニーに 1 頭のみ存在す

い経験の有無や，女王の栄養状態を推察して，その検証る）の種がある．日本に生息するアリに限定すれば，フも行われている．

タフシアリ亜科は多雌性の種が多く，ヤマアリ亜科は単本研究は，仮説を立案し，その検証を行うための実験雌性の種が多い．そのため，近代のアリの進化におい計画，データ取得，考察が高いレベルで行われている．て，単雌性を選択することが生存に有利であることがう

複数のコロニーを飼育できていることから，同様の実験かがえる．しかし，実際に栄えているといわれるアリにを異なるコロニーでも実施してみるなどにより，結果をは多雌性の種も多い．進化の面から多雌性と単雌性のメより一般的に解釈することができると思われた．今後のリット・デメリットについて考察するのも興味深い．

さらなる発展を期待したい．

今回の研究によって，多雌性における女王とワーカーの関係の一部を解明することができた．多雌性コロニー
ではワーカーが流動的に複数の女王を訪れることで女王ごとのグループが形成されず，結果として，多雌性の維持につながっていると考えられる．

文献1） 大河原恭祐： いつか僕もアリの巣に ，ポプラ社，2008.
2） 山岡亮平：生命誌，23,（1999）.

（文責「化学と生物」編集委員）

今後は，女王ごとにワーカーの集めやすさに差が出る

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