フォルミカポリクテナ

フォルミカポリクテナ
保全状況
準絶滅危惧種  （IUCN 2.3）[1]
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	節足動物
クラス：	昆虫類
注文：	ハチ目
家族：	アリ科
亜科:	アリ科
属:	フォルミカ
種：	F.ポリクテナ
二名法名
フォルミカポリクテナ フォルスター、1850

フォルミカ・ポリクテナは、フォルミカ属のヨーロッパアカマツアリの一種で、フォルミカ科の大科に属します。この種は、 1850年にアーノルド・フェルスターによって初めて記載されました。ラテン語の種名ポリクテナはギリシャ語に由来し、文字通り「多くの牛」を意味し、甘露の食料としてアブラムシを養殖するこの種の習性に由来しています。 ^[2]多くのヨーロッパ諸国で発見されています。真社会性の種であり、不妊の働きアリと非常に小さな生殖アリの階級制度が明確に存在します。 ^[3]アリは、遺伝子に基づく手がかりによって、どのアリが巣のメンバーでどのアリが外来アリであるかを識別します。 ^[4]この種の外来侵入者に直面した場合、 F. ポリクテナは警報を発するシステムを備えています。フェロモンを放出し、近くの他のアリに警報反応を起こさせることができます。 ^[5]

オーストリア、ベルギー、ブルガリア、チェコ共和国、エストニア、 フィンランド、フランス、ドイツ、ハンガリー、イタリア、ラトビア、リトアニア、ルクセンブルク、オランダ、ノルウェー、ポーランド、ルーマニア、ロシア、セルビア・モンテネグロ、スロバキア、スペイン、スウェーデン、スイス、ウクライナで発見されています。[ ^6]

多くのアリ、スズメバチ、ミツバチの種と同様に、Formica polyctena は真社会性システムを示します。真社会性昆虫は、コロニーのメンバー間で協力して幼虫を育てること、一部の個体が繁殖しほとんどの個体が不妊のヘルパーである明確なカースト システム、および母親、成体の子孫、未成熟の子孫がすべて同時に存在するように世代が重複していることが特徴です。真社会性コロニーでは、個体は生殖的に成熟する前に特殊なカーストに割り当てられ、これにより他のカーストとは行動が異なります。^[3] アカヤマアリはこれらすべての特性を示し、女王と雄が生殖カーストを構成し、不妊の働きアリの雌が幼虫の世話とコロニーの維持を手伝います。

アリのコロニーの働きアリは、通常、生殖しない不妊のメスである。F . polyctena はこのモデルと一致しており、ほぼ完全に不妊の働きアリは卵を産まない。これは、実際に生殖し、真社会性システムを乱す働きアリを持つ他のFormica種とは対照的である。F . polyctena の働きアリの不妊率が高いことは、安定した単一コロニー性、または複数の巣の協力を可能にする可能性が高い、厳格な一夫多妻制のコロニー構造を示している。言い換えれば、働きアリは、自ら生殖することで生殖の厳格な社会的分離を乱す能力を持っていない。したがって、働きアリは複数の女王、複数の巣の協力を維持しているが、血縁者以外に対しては利他的に行動するため、遺伝子にとって有利ではない可能性がある。^[7]

F. polyctena のコロニーでは、指定された採餌労働者の別のグループが存在するようです。採餌労働者の数はコロニーのサイズと相関しています。採餌労働者はまた、高齢の労働者である傾向があります。しかし、採餌労働者が行方不明になったり死んだりした場合は、巣の他の労働者が代わりになる可能性があり、コロニー内の指定された役割に柔軟性があることを示しています。これらの代替労働者は採餌者としての平均寿命が短く、労働者が年をとるにつれて生理学的に発達し、効果的な採餌者になる可能性があることを示唆しています。^[8]

巣仲間同士のコストのかかる争いや、よそ者の巣のアリに対する無意識の利他的行動を防ぐために、アリはそれぞれ自分の巣仲間とよそ者を区別する必要がある。Formica polyctena は、巣仲間認識メカニズムとして遺伝的手がかりを使用することが実証されている。Formica polyctena は、すべてのアリ種と同様に、遺伝的関連性が高いコロニーで生活するため、この種のメカニズムはコロニー間の区別に有効であると考えられる。Beye、Neumann、および Moritz は、異なる巣のアリのペアを互いに紹介し、互いに戦うか、容認するか、避けるかを調べる研究を行った。対照群として、同じ巣のアリのペアも紹介した。これらのアリ間の遺伝的類似性も測定した。敵対行動と遺伝的相違点の間には強い正の相関関係が存在した。したがって、Formica polyctena のアリは、遺伝的に生成された何らかの信号を通じて仲間の働きアリを認識している可能性が高い。巣の個体群が物理的に近接している場合でも、お互いに対して極端に攻撃的または消極的な行動を示すことは必ずしもなく、巣の近接性が認識に影響を及ぼさないことを示しています。さらに、巣の距離は遺伝的類似性と相関していませんでした。^[4] 本質的に、F. polyctena は、巣仲間がお互いと外来個体を区別できるようにする何らかの遺伝子ベースの手がかりを適応させています。Beye、Neumann、および Moritz は、これらの遺伝的手がかりが、他の巣仲間認識戦略がない均質な環境で巣のコロニーを分離する役割を果たしていると考えています。^[9]

アリはフェロモンの放出によって警戒行動を誘発することができる。アリは特定のフェロモンに遭遇すると、まるで脅威に立ち向かうかのように、口を大きく開けてその発生源に近づく。特にF. polyctenaでは、これらの化学警報信号は巣の中だけでなく、採餌経路に沿って反応を引き起こす。特に、アリが攻撃を受けたときに噴霧するギ酸は、近くのアリの捕食者警戒反応を誘発し、捕食者を攻撃するための援軍を集めることができる。このように、ギ酸はF. polyctenaにおいて捕食者に対する化学兵器と警報信号の2つの役割を担っている。^[5]

F. polyctena のコロニーでは個体が密集して生活しているため、病気が急速に広がり、コロニーの個体群に重大な損害を与える可能性があります。そのため、F. polyctena は病気の蔓延と戦うための反応を進化させてきました。ある個体のアリが何らかの病気に対して免疫反応を起こすと、他の働きアリはそれを感知できます。働きアリは口と口の間で液体を交換することを減らし、感染した個体が動き回らないようにします。健康な働きアリは感染したアリの触角接触とグルーミングも増やします。これは、そのような免疫反応を引き起こす可能性のある病原体をアリから除去するか、「社会的ワクチン接種」として機能すると考えられています。オーバートとリチャードは、この社会的ワクチン接種モデルを提唱し、仲間の巣の仲間が感染したアリをグルーミングすると、健康な個体内で免疫反応を引き起こす可能性のある病原体または分子に少量さらされると主張しています。本質的に、健康な個体は、病原体が広がって感染する前に、感染した個体が運ぶ病原体に対する抵抗力を発達させます。^[10]

F. polyctena のコロニーは、近隣のコロニーに対して戦争を仕掛けます。戦争中、死んだアリはコロニーによって共食いされます。これらの戦争は、食料が不足しているとき、通常は春の数か月間に発生し、コロニーが新しい世代のアリを効果的に養うことができるようにします。若い働きアリよりも寿命が短いため、古い働きアリがこれらの戦争に参加することがよくあります。春の戦争により、コロニーは働きアリではなく主に生殖アリ (女王アリとオスアリ) で構成される新しい世代を生み出すことができます。夏と秋のまれな戦争では、代わりに新しい世代の働きアリのための食料が生産されます。これらの若い働きアリは、戦争で死んだ古い働きアリよりも冬を生き延びる可能性が高くなります。基本的に、コロニーは働きアリの形で食料資源をリサイクルします。古い働きアリは死に、食べられて生殖アリまたは新しい働きアリを生み出します。コロニーが戦争に「負け」、働きアリが純減したとしても、戦争は依然として食料を提供するため、コロニーにとって有益です。しかし、他の食料資源が不足していない限り、共食いは効率的な食料源ではない。なぜなら、新しい個体は他の個体の体が供給できる以上の食料を必要とするからである。^[11]

ハッコウとヘメリックは、シナバルガの幼虫（Tyria jacobaeae）の分布がF. polyctenaによる捕食に与える影響を研究した。彼らは、アリが植物よりも地上にいる幼虫をより多く捕食することを発見した。また、アリは均一に分散している幼虫よりも、密集している幼虫をより頻繁に捕食した。これはおそらく、アリ間のコミュニケーションによるもので、1 匹の働きアリが幼虫の群れなどの食物を発見すると、他の働きアリに知らせる。^[12]

F. polyctena は、他の社会性昆虫の中でも、外気温の変動にかかわらず、巣の内部温度を安定に保つ戦略を発達させています。巣の湿気、太陽放射、働きバチの代謝活動によって発生する熱、巣材内の微生物活動はすべて、巣の温度調節に寄与しています。安定した温度は、巣内の幼虫と蛹の発育速度にとって特に重要です。^{[13]さらに、} F. polyctena の巣の特殊な構造により、密度が低く熱容量の低い材料であるにもかかわらず、優れた熱容量が得られると言われています。基本的に、巣の外側の層は松葉、樹液、芽で構成されており、大量の太陽放射を吸収します。巣の内側の芯は、主に小枝で構成されており、外部の熱がそこに集められる熱「スポンジ」のような役割を果たします。^[14]

巣の湿気、太陽放射、働きアリの代謝活動によって発生する熱、巣材内の微生物活動はすべて、巣の温度調節に寄与している。乾燥して露出しているF. polyctena の巣は、夜間は温度が上昇するが、夜を通してゆっくりと熱を失う。この変動は、日中に巣と働きアリが吸収する太陽放射によるものである。働きアリが夕方に巣に戻ると、太陽の下で餌を探すため体温が高く、巣の内部を暖める。乾燥した巣は夜間に外表面温度が低く、これは巣材が日中に得た熱のほとんどを効果的に保持していることを示す。さらに、働きアリは代謝するため、代謝の過程で熱を放出し、夜間の巣からの熱損失を相殺する。^[15]

湿った日陰の巣は、条件の違いにより、乾燥した巣とは異なる日中の気温パターンを示します。夕方には巣の温度が下がり、その後夜が更けるにつれて上昇します。太陽放射は巣に多くの熱を与えません。また、巣の材料は乾燥した巣の材料のように効果的な断熱材ではありません。湿った巣は夜間に外表面温度が高くなります。代わりに、巣を暖めるために別の奇妙なメカニズム、湿った巣の材料内の微生物活動に頼っています。夕方に巣内の働き蜂が周囲の温度を上げると、微生物活動が増加し、巣が暖まります。実際、巣の材料内の微生物活動は周囲の森林の床よりもはるかに高いです。微生物は水を必要とするため、乾燥した巣では微生物活動は見られません。しかし、この適応にもかかわらず、湿った巣は平均して乾燥した巣よりも内部温度が低くなります。^[16]

アリの巣の温度も季節によって変動します。春には巣材の熱生産が劇的に増加し、秋には緩やかに減少します。これは年間を通じてアリの活動と一致しています。アリの巣作り活動によって巣に空気が入り込み、微生物の活動に最適な栄養状態が整い、アリ自身が生産する熱をはるかに超えて巣の熱生産が増加する可能性があります。^[17]

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• Beye, M., P. Neumann、RFA Moritz。「塚を作るアリFormica polyctenaにおける巣仲間認識と遺伝的ゲシュタルト。」Insectes Sociaux . Vol 44. (1997)。
• Coenen-Stass、Dieter、Bernd Schaarschmidt、Ingolf Lamprecht。「木材アリ、 Formica Polyctena（膜翅目、アリ科）の巣の温度分布と熱量測定による熱生産の測定」 『生態学』第61巻第2号（1980年4月）。
• Davies, NB, Krebs, JR, & West, SA (2012). 行動生態学入門（第4版）. オックスフォード: Wiley-Blackwell.
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