進化

原基的な翅芽盤がどのアリが兵士になるかを決定する

アリ: ユニークな階級制度を持つ社会性昆虫

アリは、複雑な社会と多様な行動で知られる社会性昆虫です。アリのコロニーの最も顕著な特徴の 1 つは、階級制度です。アリは、それぞれ専門的な役割を持つ異なるグループに分けられます。2 つの主要な階級は、兵士と働きアリです。兵士は不均衡に大きな頭を持ち、コロニーの防衛を担当しています。一方、働きアリは、採餌や子育てなど、さまざまな作業を行います。

アリの階級決定の謎

アリがどのようにして兵士や働きアリに発達するかは、長い間科学者にとって謎でした。従来は、栄養やフェロモンなどの環境要因が階級決定に主要な役割を果たすと考えられていました。しかし、最近の研究により、このプロセスに影響を与える遺伝的および発生的要因に関する新しい知見が得られました。

原基的な翅芽盤の役割

アリの階級決定における重要な発見は、原基的な翅芽盤の役割です。翅芽盤は、女王アリでは翅に発達するように運命づけられた小さな袋状の細胞です。しかし、兵士アリでは、これらの翅芽盤は幼虫期に成長しますが、変態中に枯死してアリは無翅になります。

翅芽盤の予期しない機能

研究者らは、これらの原基的な翅芽盤がかつて信じられていたほど無用ではないことを発見しました。実際、アリの幼虫が兵士になるか働きアリになるかを決定する上で重要な役割を果たしています。

兵士の発達: 翅芽盤の影響

幼虫期に、兵士になる運命のアリは、大きく原基的な翅芽盤を発達させます。これらの翅芽盤は、特に頭部などの他の身体部分の成長を刺激するシグナルを送信します。翅芽盤が大きいほど、成アリの頭も大きくなります。

働きアリの発達: 翅芽盤の欠如

対照的に、働きアリは幼虫期に大きな翅芽盤を発達させません。その結果、兵士アリよりも頭と体が小さくなります。

兵士の発達のフェロモンによる調節

翅芽盤に加えて、フェロモンも兵士の発達を調節する役割を果たします。兵士アリは、新しい兵士の発達を阻害するクチクラ炭化水素フェロモンを産生します。このフェロモンは、コロニー内の兵士と働きアリのバランスを維持するのに役立ちます。

進化的意味

アリの階級決定における原基的な翅芽盤の役割の発見は、私たちの進化の歴史の理解に重大な意味を持ちます。初期のアリは、有翅の女王と無翅の働きアリからなる単純な階級制度を持っていました。時が経つにつれて、働きアリの階級は、兵士などの下位階級にさらに分化しました。原基的な翅芽盤は、さまざまな体格や形態の発達を制御するメカニズムを提供することで、この進化過程で重要な役割を果たした可能性があります。

退化的構造と進化的イノベーション

原基的な翅芽盤の機能の発見は、退化的構造、すなわち本来の機能を失った器官は、単なる進化上の残骸であるという従来の考え方に異議を唱えています。その代わりに、これらの構造が、発達と進化において重要な役割を果たす可能性があることを示唆しています。

退化的構造の他の例

幼虫のミツバチ働きアリの卵巣は、重要な機能を有する可能性のある別の退化的構造の例です。ミツバチ働きアリは不妊で、繁殖することはありませんが、初期の発達段階では、女王バチの卵巣と同じくらい大きな卵巣を持っています。これらの卵巣の機能は依然として不明ですが、正常な働きアリの発達に関連している可能性があります。

結論

アリの階級決定における原基的な翅芽盤の役割の発見は、社会性昆虫の進化と発達に関する新しい洞察をもたらしました。また、退化的構造に関する従来の見解に挑戦し、それらの潜在的な機能を調査することの重要性を強調しています。