生物の多様な形態や構造、優れた機能やシステムなどを模倣する“バイオミメティクス(biomimetics)”が、新しいテクノロジーとして、省エネ・省資源型モノづくりに基づく持続可能な社会実現への技術革新と産業展開を創出するものと期待されている。その中、生物を知り、生物を真似る、生物規範工学(bioinspired engineering)のパラダイムシフトが非連続的イノベーションをもたらす鍵としてされている。本講演では、「空の産業革命」を支える次世代飛行ロボットや小型無人航空機(ドローン)の開発に破壊的なイノベーションをもたらすとされる、生物規範飛行システムとマイクロ飛行ロボットについて、生物羽ばたき飛行に関する大規模力学シミュレーションや風洞実験などの研究により明らかにされつつある昆虫や鳥の知能的かつロバストな飛行力学と制御則のメカニズムから、生物規範超小型飛行ロボットやドローンなどのバイオミメティクス技術の現状、今後の挑戦及び展望を紹介する。

生物は様々な環境刺激に対し応答を示すことで生存上の課題を解決する。生物の応答はどのように進化してきたのだろうか？これまで多くの研究者が、主に動物の行動に焦点を当て、この問いに挑んできた。しかし、近年になり、植物においても一部の動物や微生物のように近隣個体の遺伝的な類似性を識別し、様々な応答を示すことが報告されてきた。発表者は、つる植物やオオバコなどの多年生草本が、自他および血縁識別に基づいて多様な応答を示すことを明らかにしてきた。また、種子においても、競争環境や被食環境に応じて柔軟に発芽タイミングを調節することが明らかになってきた。本セミナーでは、植物の応答の多様性と共に演者の研究を紹介し、植物を対象とした行動生態学的研究の今後の可能性について議論したい。

感覚器官の形態は、動物によって多様であり、その生態や環境に適応していると考えられているが、この関連性の詳細はまだ明確になっていない。プラナリアが光を避ける行動を示すことは知られていたが、そのメカニズムは長らく不明だった。最近の研究で、眼が水平面に対して約20度内側に傾斜しており、この傾斜角度が、光源から離れる効率を高めていることがわかった。興味深いことに、プラナリアは直進する際にも、自発的に頭部を左右に振る運動を示すが、この頭部を振る自発運動の角度と眼の傾斜角度が相関しており、光を避ける際の効率性を最大化していることが明らかになった。これは、眼の形態と自発運動が連係することで、プラナリアが環境に対して効率的かつ適応的な行動をとることを示唆している。加えて、本発表では、頭部の自発運動の角度が、光から逃れる行動だけでなく、物陰に隠れる行動においても重要な役割を果たしていることを紹介したい。

講演要旨準備中

コウモリは超音波を口または鼻孔から発し，その反響音（エコー）とを聴き比べることで，周囲の状況を把握するエコーロケーションを行います．暗闇の中，音を手掛かりに高度なナビゲーションを行うコウモリは，生態学から動物行動学，そして神経科学と幅広い分野において研究が展開されてきました．本講演では，生物学から工学に至る視点から，コウモリのエコーロケーション行動を概説します．飛行中のコウモリが発する超音波やそのエコーの音響分析，またロボットを用いた実験などを通じた，コウモリの混信回避行動に関する研究や，野生下で見られる採餌のための高度なエコーロケーション戦術や，social callを介した社会的行動，さらにはバイオロギングによる夜間の移動生態など，実験室から野外調査に至る様々な計測を通じて見えてきた，コウモリの音響ナビゲーションの魅力をご紹介します．

日本各地で見られるアカテガニは半陸生カニ類で、主に沿岸近くの林などに生息している。本種は7-9月の繁殖期の新月と満月（大潮）の日没後の満潮時刻前後に海岸に移動して幼生を放出する。このアカテガニの幼生放出リズムは地域によって異なることが示されている。瀬戸内海の集団は新月・満月（月周性）の日没後（日周性）の満潮時刻前後（潮汐性）に幼生放出行動が観察されるのに対し、太平洋に面する伊豆半島では潮汐性を示さず、月周性と日周性に強く支配される。また、潮汐差の少ない日本海側の佐渡島（新潟県）では月周性と潮汐性を示さない。さらに、これまでのアカテガニの繁殖行動に関する生態調査は、幼生放出行動を示した個体を目視計測する方法で行われていたためオスの行動リズムは全く報告がない。そこで私は、日本海側集団の繁殖リズムの再調査とオスの繁殖リズムの有無を調べることを目的に、佐渡島と能登半島の個体群を対象に毎晩一定の時間内に出現したアカテガニを全て捕獲し、雌雄の割合と抱卵の有無を記録した。その結果、佐渡と能登島集団も太平洋側と同様に月周性を示すこと、さらにそのリズムには明瞭な雌雄差があることを見出した。本セミナーでは野外調査から得られたデータをご紹介するとともに、現在取り組んでいるアカテガニの繁殖リズムの生理機構に関する取り組みも紹介したい。また、最近新たに取り組んでいるカニに寄生する甲殻類が宿主カニの行動に与える影響についても紹介する。

訪花性昆虫であるハナアブは花の位置や形や色を視覚的に認識しその蜜を取得する。また、彼らは飛行中にも視覚を利用し、障害物を避け、交配相手あるいは縄張りへの侵入者を見つける。彼らの飛行中の素早い機動や複雑な飛行パターンを可能にしている視覚神経基盤にはどのような特性があるのだろうか。本発表ではハナアブの行動と、その行動を制御する胸部神経節と脳とをつなぐ下降性介在神経に焦点を当てる。私たちはオスハナアブが人工的な標的を追跡する軌跡を高速度カメラで撮影した。その軌跡を3D再構築することで、オスハナアブが追跡行動時に標的をどのように見ているのかを明らかにした。そして、下降性介在神経に存在するターゲット検出神経が追跡中どのように応答するかを明らかにした。本発表ではハナアブの行動を詳細に解析するための仮想現実アリーナも紹介する。

動物行動学、行動生態学は、通常はヒト以外の動物を対象として研究している。ヒトも動物であるが、ヒトという動物は自意識や言語、文化を持ち、非常に複雑なので、その行動を、通常の動物行動学の枠内でとらえることは困難である。私自身、長らくヒトを対象に研究する自信が持てずにいたのだが、近年は、殺人と児童虐待について、行動生態学的な分析を行うとともに、10年前からは、当時10歳だった東京都在住の児童およそ3500人を対象に、思春期の諸問題について、コホート研究を行っている。ヒトも動物であり、基本的な情動形成には、自然選択や性選択が働く。しかし、ヒトにとってもっとも重要な「環境」は文化環境であり、その文化環境への適応・不適応が、個人の行動選択に大きな影響を与える。講演では、行動生態学の理論的枠組を用いて、ヒトの行動をどのように分析するか、殺人と思春期の研究をもとに概説したい。

兵隊アブラムシという存在をご存知だろうか？アブラムシの一部には、ハチやアリと同様、社会性を持つ種が存在する。兵隊は、自分の繁殖や生存を犠牲にしてコロニー防衛を担う個体である。その名の通り、外敵に対して激しく攻撃して仲間を守るほか、一部の種においては、巣の清掃や修復といった労働にも従事する。弱くておとなしいというアブラムシの一般的イメージからは想像もできないほど、アクティブな利他行動を示す。私はこれまで20年以上にわたり、この社会性アブラムシを対象として、兵隊の社会行動や階級分化に関する研究を行ってきた。本講演では、これらの興味深い社会行動の基盤となる分子メカニズムやその進化に関する知見について紹介する。また、社会性アブラムシが宿主植物上に形成する虫こぶに着目した最近の研究についても、合わせて紹介する。

講演要旨準備中

干潟は見通しの利く平面的な環境であり、そこに棲むカニたちは複雑な視覚コミュニケーション手段を発達させている。中でも、ハクセンシオマネキは体の大きさに似つかわしくないほど巨大化したハサミを持っており、それを振り動かすハサミ振りディスプレイを行うほか、ハサミを用いて激しい闘争も行う。本発表では、(1) ハクセンシオマネキのオスが4種のハサミ振りディスプレイを状況に応じて使い分けることについて紹介し、(2) それぞれのディスプレイがどのような機能を持つかについて議論する。また、(3) ハクセンシオマネキのディスプレイを周囲にいるコメツキガニが識別し、リスクの大きさに応じて適切に行動を変化させることを示す。さらに、(4) ハクセンシオマネキのオスには2割ほど貧弱なハリボテのハサミを持つオスが混じっており、それらがブラフによって儀式的闘争に勝つことや、(5) そのブラフの裏をかくカウンターブラフが存在することについても紹介し、カニの闘争における複雑な駆け引きについて明らかにする。

個体生物学に個体の運動の力学的なアプローチがある。私はこれまで、ザリガニやシャコなどの甲殻類を研究対象として神経系と身体の物理的動作の両方に焦点をあててきた。

シャコの超高速運動では打撃運動は2ミリ秒ほどであり、その運動がはじまったら神経・筋肉系が関与することはできない。神経系が制御するのは打撃運動の前、つまり外骨格をばねとして圧縮するときである。この過程で弾性エネルギーがばねに蓄積する。蓄積するにはそれを止めておく必要がある。これは伸展筋と屈曲筋の共収縮による。屈曲筋は小さいがラッチの助けを借りつつ機械効率の高い配置のおかげで強力な伸展筋に拮抗する。ばねが開放すればあとはリンク機構によって運動に変わる。この全体をパワー増幅とも言う。

Kagaya and Patek (2016) ではばね圧縮過程で神経系からの制御を受けることを報告した。さらに個体ごとにくせのある神経・身体系の関係をもっていることを論じた。この講演ではそのためにデータからどのように統計モデルをつくり、推測し、考察したのか紹介したい。階層モデルとそのパラメータのベイズ推測法、情報量基準でのモデル評価法についても言及したい。 

昆虫はなぜ死んだふりをするのだろうか？ファーブル以来、その適応的な意味について注目されない時代が続いた。私は昆虫がどんなときに、なぜ死んだふりをするのかについて調べ、「動き」が鍵であると理解した。そしてコクヌストモドキ（甲虫）を使って死にまね時間の長短を育種し、どんなに刺激しても死にまねしない集団（ショート系統）と少しの刺激でも死にまねする集団（ロング系統）を確立した。これらの育種系統を使って死んだふり戦略は捕食回避や生活史形質上では有利だが、繁殖上の適応度は低くトレードオフの存在を明らかにした。またロング系統は、脳内で発現するドーパミン量が少なく、ドーパミン投与により死にまね時間が短くなった。トランスクリプトーム解析によって系統間のRNA発現レベルを比較すると、チロシン代謝系遺伝子群によって制御されるドーパミンの発現が有意に異なり、ゲノム比較解析によってパーキンソン病原因遺伝子に類似の遺伝子で変異が高頻度で検出できた。RNA干渉等により遺伝子操作をした個体の作出に目途が付いたため、「動き」を支配するゲノムを操作した個体の適応度を測定することで、新しいゲノム行動生態学の展開を目指している。

クモは、自ら分泌する糸を使って、エサ捕獲用の罠である網を作る。網の形には広く共有されるデザイン上の特徴がある。例えば、放射状に伸びる縦糸と粘着性で螺旋状に張られる横糸からなる円網には、大きさや縦糸間隔、横糸密度が網の上半分と下半分で異なるという上下非対称性が見られる。この非対称性は、クモの頭の向きとあいまって重力下における採餌成功を高めるための適応であると考えられている。一方、円網は定期的に張り替えられるが、この際に同じ個体が異なる非対称性を示す網を張ることが知られており、これはエサ捕獲や捕食者との遭遇経験により柔軟に網形状を変えているためであると考えられている。加えて、円網にはエサを誘引したり捕食者の注意をそらすための白帯と呼ばれる飾りがついていることがあるが、これも状況によって大きさなどをクモが調整している。また円網は体外に拡張された感覚器の働きもしており、クモは網を伝わる振動を用いて周囲の状況を知るが、この際に縦糸の張力を調整することで感度を変えている。これらの現象は、円網がクモにとって多種との種間関係を取り持つ際の動的なインターフェースとなっていることを示している。 

寄生者による寄主操作は、鳥の巣やミノムシの蓑などの体外構造物と並び『延長された表現型』の代表例として知られる。利害が真っ向から対立する他種を強制的に使役する寄主操作によって顕れる寄主の行動は、寄主というフィルターを通して寄生者の純粋な適応進化を検出できる得難い形質である。行動形質に加え、操作の帰結が物体として残存するのが、クモヒメバチによるクモの造網行動操作（網操作）である。クモヒメバチ類は各種が特定のクモを寄主とし、一個体のクモに対し一個体のハチが外部から寄主クモを生かした状態で寄生するという習性を持つ（クモの飼い殺し外部単寄生）。幼虫は最終的にクモを殺し、クモの網の上や中で蛹化するが、そのままではクモの網は脆弱で蛹期を支えるには不十分であることが多い。その問題を解決するために、強制的に造網行動を改変することによって、網に蛹期を耐えうる強度や形状を付与させるという能力が進化した。網操作によって生み出される特殊な網（操作網）には、ハチの適応度向上に寄与する特質が多数秘められている。本講演では、ゴミグモ属2種を利用するゴミグモヒメバチ属3種の寄生系に着目して検証および比較した網操作の適応的意義について紹介する。

生物はしばしば生存上の利益では説明が難しい「装飾」と呼ばれる美しい特徴を示す。現在主要な見方はこうした特徴が配偶者選択によって進化したとするもので、より美しい個体が異性を魅了して高い繁殖成功をあげることで性選択上有利となり、世代と共に美しさに磨きがかかったのだという。これまでの実証研究においても、実際にそうした配偶者選択が明示されており、概ねこの見方を支持している。しかしながら、冷静に考えると美しいことは必ずしも生存に有利なことと矛盾しないことに気づく。一見して生存上の利益が見当たらなくとも、実のところ生存選択で意味を持つ特徴は、警告色をはじめとして数多く存在している。機能美が結果として造形美をもたらすこともある。発表の前半では、長らく論争の的となっていたツバメ類の燕尾の進化について焦点を当て、その進化理由を明かしていく。発表の後半では、美しさとよく似た概念である「可愛さ」に焦点を当て、可愛さの意味と進化的な重要性に迫る。発表を通して、対象生物自身のモノの見方を考慮することの重要性を指摘する。

親による子の保護の目的は子の発育や生残を高めることであるが、逆に親が子を殺す種も多くの分類群で知られている。魚類でも親が保護中の卵を食べる卵食行動「フィリアルカニバリズム」が非常に多くの種で報告され、子の保護の進化を研究する格好の材料として数多くの理論・実証研究の対象とされてきた。魚類の卵食行動は、保護コストと保護成功の利益、そして卵を食べることで得られる栄養利益に基づくエネルギー基盤仮説で主に説明される。しかし、演者らは雄が単独で卵保護を行う小型海産魚ロウソクギンポの雄親が栄養利益を期待しない卵食を行っていることを発見し、魚類で初めての真の子殺し行動として報告した（Cur Biol, 2018）。

対象となった卵食行動は雄親が産卵後間もなく保護卵を全て食べてしまう全卵食行動である。この全卵食行動は保護卵が少なく保護コストに見合わない場合に親が繁殖をやり直す現象とされてきたが、多くの魚種でこの説明に矛盾があるまま放置されてきた。実は雄親は卵保護中でも雌に求愛して追加配偶できるので、卵が少ないという理由で卵を食べる必要はないのである。演者らは雄の性ホルモンに依存した繁殖サイクルに着目し、この矛盾を解決した。

チョウの配偶縄張りをめぐる雄どうしの追尾（卍巴飛翔）は、ゲーム理論に基づいた闘争モデルで説明するのが一般的だった。一方1970年代から、この行動を、お互いに相手が雌かどうかを確認する行動、あるいは相手が雌だと認識した配偶行動の一環として説明しようとする試みはあったが、標準的な科学からはほとんど無視されていた。最大の理由は、「相手が同種の雄であることが分からない」ことを証明しようとすると、否定命題の証明（悪魔の証明）になってしまって、そこから先に進められなかったからではないかと思う。演者は、チョウには同性（ライバル）という認識はない、という主張を原理とみなすことで悪魔の証明を避けて、チョウの配偶行動全般を説明する理論体系を構築した。この理論体系（配偶者捕食者理論）では、チョウは他の動物に対して、配偶者（配偶行動を引き起こす存在）または捕食者（逃避行動を引き起こす存在）という認識を持っている、と仮定するだけで、これまでに知られているチョウの行動を説明することができる。過去に性認識（配偶者とライバルの認識）の証拠とされていた研究も、配偶者という認識を仮定するだけで説明できる。

アリやミツバチ，スズメバチなどの社会性昆虫は，現在地球上でもっとも繁栄している生物群のひとつであるとも言われるが，繁栄の秘密はかれらが示す社会性にあると考えられている．社会性は我々ヒトにも通じる性質であることから，社会性昆虫の研究は自然のみならず我々自身の理解にもつながるものとして，古くから研究が進められてきた．かれらの社会性を裏打ちしているのは，構成個体が全体として示す，繁殖や採餌，巣構築などの秩序だった集団行動であり，「超個体」とも形容される．全体としては一見きわめて適応的に思われるこの社会システムの成立はしかし，その適応進化の過程を考えるとそれほど自明ではないことが明らかになってくる．進化・行動生態学は，これらの非自明性に着目して，社会性昆虫の示すさまざまな性質を発見してきた．本講演では，演者のこれまでの研究から，社会システムの適応進化における困難さとして，「適応度の谷間」および「裏切り戦略の進化」を取り上げる．これらの困難性との相互作用が，現生の社会性昆虫が到達した社会システムにどのように反映されているか，また，社会システムをより強固なものにしているかについて，実例を伴いながら議論したい． 

長年にわたって、「言語」はヒトに突如として進化した固有な性質であると考えられてきました。ヒトは単語を用いてモノや出来事を指し示したり、さらにそれらを組み合わせることで多様な文章をつくり会話します。一方で、ヒト以外の動物の鳴き声は単なる感情の表れであり、他個体の行動を機械的に操作するシグナルにすぎないと捉えられてきたのです。しかし、この二分は本当に正しいのでしょうか？私は、この疑問を胸に、野鳥の音声コミュニケーションを研究してきました。15年以上にわたるフィールドワークから、野鳥の１種・シジュウカラが、捕食者の種類を示したり仲間を集めたりするための様々な鳴き声をもち、さらに、これらの鳴き声を一定の語順に組み合わせることで、より複雑なメッセージをつくっていることを発見しました。受信者は、決して機械的に反応しているわけではなく、鳴き声の示す対象をイメージしたり、音列に文法のルールを当てはめることで情報を解読していることも明らかになりました。これらの発見は、私たちが普段会話のなかで使っている認知機能を動物において初めて実証した成果であり、言語の進化に迫る上でも大きな糸口を与えるはずです。

ものを柔軟にあやつり、道具や住居などの新たな構築物を作ることは、私たち人類の本質に関わる行動です。五本の指と手のひらを備えた霊長類の手は、指先でつまむ・手のひら全体で握るなど、多様な物体操作を可能にしています。一方で、釣り針のような道具や土器のような巣など、ヒトが作る構築物に類似した構造を、「手」を持たない鳥類も作ることはあまり知られていません。脊椎動物の系統上かけ離れている霊長類と鳥類における高度な構築行動は、互いに独立した過程で生じ、収斂進化した可能性を示唆します。くちばしという単純な構造の身体部位ひとつで、鳥は一体どのように多様な構造を作り出しているのでしょうか？私は、過去およそ10年に渡って、野外調査・室内実験を組み合わせてこの疑問を解き明かすために研究してきました。今回の発表では、南太平洋の孤島に住むカラスによる道具作成や、イギリスで繁殖する様々な鳥による巣作りを調べた成果などをお話しします。

「鏡像自己認知」は、大型類人猿、ゾウ、イルカ、カラス類などでは知られるが、多くの動物での確認は失敗している。我々は、この能力を魚類（ホンソメワケベラ）でマークテストにより確認した(Kohda et al. 2019)。鏡に慣れた個体の喉に茶色いマークをつける。彼らは鏡がないと見えない喉のマークは擦らないが、鏡で喉を見ると頻繁に喉のマークを擦った。これは、鏡像は自分だと認識することを示す証拠である。さらにその認識過程も調べた。我々は「ヒト同様に、魚も自分の顔を認識しそれに基づいて鏡像自己認知する」との仮説を考えた。本種は見知らぬ他個体を見ると攻撃する。鏡像自己認知ができた個体に、1)自分の全身写真、2)未知他個体の全身写真、3)顔は自分で体は他個体の合成写真、4)顔は他個体で体は自分の合成写真、の4タイプを見せたところ、攻撃したのは他者顔の2)と4)、攻撃しないのは、自分の顔の1)と3)であった。このことは、自分の顔による自己像の認識を示しており、仮説は検証された。本種とヒトの鏡像認知過程はよく似ている。本発見は従来の常識を覆し、脊椎動物に広く自己認識能力、さらには自己意識の可能性を示唆している。

野生動物の行動や生態の研究は、詳細な野外観察が基本となる。しかし、多くの野生動物は、いともたやすく観察可能な領域を出てしまう。そのため、動物の行動・生理・生態と、その周辺環境との相互作用の複雑さを理解するためには、工学技術を用いて人間の観察可能限界を突破する必要がある。そこで開発されたのが、バイオロギング（Bio-logging）である。バイオロギングは、動物に小型のデータロガー（記録装置）をとりつけ、動物自身の行動や生理状態、経験する環境などを時系列データとして記録する手法だ。1960年代にアザラシに水圧計を装着する実験からバイオロギングは始まったが、今世紀に入り、ロガーの小型化・多様化・低価格化が一気に進み、動物行動学の標準的手法として花開いた。本講演では、海洋動物の数百〜数千キロメートルに渡るナビゲーション行動を研究した成果を発表すると共に、センサや人工知能の革命と出会い、ビッグデータ解析やログボット（Logging-Robot）といった新展開を見せるバイオロギングの近未来について紹介する。

魚の群れの動きや、社会性昆虫の巣のように、動物の集団は複雑なパターンを作り出す。これらは当然、集団内の個体の行動から生まれたものである。では、集団レベルのパターンの多様性は、どのような個体レベルの行動の変化から生じるのか？私はこの2つの階層の関係性について、主にシロアリの種間比較を通じて研究してきた。本講演ではまず、シロアリのトンネル形成における、トンネルの分岐パターンとその裏に潜む行動ルールの関係について紹介する。近縁種間で共通する行動ルールが異なる分岐パターンを作り出す一方、他種における全く別の行動ルールが似た構造を作り出すこともできる。次に、シロアリとアリで観察されるタンデム歩行行動について紹介し、一見似た集団行動の裏にも多様なコミュニケーション機構が介在していることを示す。以上を基に、群れ行動の裏に隠れた個体レベルの行動の多様性が、集団行動の進化に大きな役割を果たすと考えている。

野原を飛び回るミツバチや地面を這うアリ・・・、彼らは非常に長い距離を移動して食べ物を探し回るが、迷うことなく自分の巣に戻ることができる。昆虫のようなシンプルな神経系で、どのようにこの正確なナビゲーションが実現しているのだろうか。昆虫は様々なナビゲーション戦略を用いるが、中でも自分の移動した「距離」と「方向」をリアルタイムでモニターして帰巣経路を割り出す「経路積算」を使ったナビゲーションがよく知られており、特に空の偏光を利用した方向知覚についての研究は、古くから盛んに行われてきた。太陽光が大気中の粒子に散乱することで、天空には偏光のパターンが存在する。この天空の偏光パターンは、太陽が雲や障害物で隠れた状態でもコンパス情報として利用できる。今回の講演では、昆虫の偏光視の仕組みについて解説するとともに、私がこれまでに行ってきたミツバチの偏光ナビゲーションに関する研究成果について紹介する。

多くの生物にとって，自ら移動し栄養源を獲得しいかに効率良く目的の餌を見つけ出すか，ということは生存に直結する極めて重要な問題である。この目的を達成するため，生物は外界を感知するための視覚，触覚などのセンサー，情報を統合するための脳を発達させてきた。脳を有さないような原始的な生物であっても，その餌を獲得するためには効率的な振る舞いを示していると考えられる。私の研究する真正粘菌変形体は巨大なアメーバ状の生物であるが，迷路を解く，餌を結ぶ効率良い輸送ネットワークを作り出すなど，実に「効率的な」振る舞いを示すことを紹介する。そして，この生物の「局所的なダイナミクス」がどのように体全体の運動を実現し「探索という合目的な行動」につながるのかを解明するための研究のなかから，粘菌の探索行動についての実験，数理モデル（シミュレーション）を紹介する。

アゲハチョウは、ミツバチと同じように花を訪れて蜜を吸う訪花性昆虫の一種で、その訪花行動は視覚に強く依存しています。アゲハチョウの視覚能力のうち特に“色覚”は、人と同様“色の恒常性”や“色対比現象”を含むだけでなく、その弁別能はヒト以上の鋭さを持っています。色覚とは、光の波長情報を眼にある視細胞が受容し、脳内の神経情報処理の過程で再構築された主観的感覚です。アゲハチョウは複眼に６種類もの異なる波長に感度を持つ光受容細胞を持ちますが、彼らの色覚はそのうち４種類（紫外・青・緑・赤）を基盤とする４原色であると考えています。また最近脳の高次領域では、様々な波長特性を持つ細胞群が見つかってきました。その特徴は、サルの大脳で見つかっている色を表現する神経とよく似ています。本講演では、アゲハチョウの色覚を対象にした神経行動学的研究を中心に、色と香りの統合、生態学的研究など最近の研究についても紹介します。

誰かとコミュニケーションをとる時、メールだけのやりとりよりも、会って話した方が早く、円滑に物事が進んだといった経験はないでしょうか。私たちヒトは普段、発声やジェスチャーといった複数の行動要素を組み合わせて、視聴覚など複数の感覚種（モダリティ）を介したコミュニケーションを行っています。このようなマルチモーダルコミュニケーションは幅広い動物で観察されますが、従来の研究は単一感覚種の信号（鳥の歌など）に着目したものが多く、異なる行動や感覚種の組み合わせがコミュニケーションにおいてどのような役割を果たすのかは不明な点が多いです。

私の研究対象種であるセイキチョウ（青輝鳥）は、歌とダンスを組み合わせた複雑な求愛行動を雌雄で行います。本講演では、私がこれまでにドイツとタンザニアで行ってきた、セイキチョウの求愛におけるマルチモーダル信号（視覚、音、振動）の産出メカニズムと機能にまつわる研究を紹介します。

動物の移動運動は、餌や交尾相手の探索および天敵からの逃避などを通して、個体の適応度に大きな影響を及ぼすため重要である。その一方で、集団内にはしばしば移動運動活性の個体差が見られることから、移動運動活性の高低にはそれぞれ利益とコストがあることを予想させる。講演者は、昆虫のコクヌストモドキ（Tribolium castaneum）を対象として、移動運動活性に対する人為選抜を行い、遺伝的に移動運動活性が高い（H）系統と低い（L）系統をそれぞれ確立させた。この選抜系統を用いて、捕食危険や雌雄の繁殖形質を調査した。様々な形質を通してH系統とL系統の間にトレードオフが見られた場合、これが移動運動活性の個体差が集団内で維持される一つの原因である可能性が考えられる。本講演では、これらの実験結果を紹介し、移動運動活性の高低がその他の形質に及ぼす影響について議論したい。また、今後の研究内容についてもご紹介したいと考えている。

親以外の個体が子の世話をする協同繁殖(cooperative breeding)は、哺乳類、鳥類、魚類などの多様な分類群で確認されている。自らは繁殖をせず子の世話に従事するヘルパーの存在は、動物行動学や進化生物学において注目を集めてきた。発表者は協同繁殖する哺乳類と魚類を対象に個体間の社会交渉を分析し、社会の骨格となる社会関係の理解に努めてきた。本発表の前半では、それらの研究を概説し、協同繁殖社会の多様性を紹介したい。後半では、協同繁殖の研究から派生した一般的な問題として、繁殖価(reproductive value)が社会進化に果たす役割、進化的獲得(acquisition)と維持(maintenance)の違いについて紹介する。

「随伴発射」は運動とともに脳内で生成される「予想」信号であり、主に感覚中枢に作用して、自分の行動によって生じた刺激と外界の刺激を区別する。電気パルスを使ってコミュニケーションや電気定位を行うモルミルス科弱電気魚を用いた研究は、その行動出力の単純さから、随伴発射の神経メカニズムの理解に重要な貢献を果たしてきた。講演者らは、電気パルス波形の種間多様性とホルモンによる波形の雄化を利用し、随伴発射の進化と可塑性に関する研究を行ってきた。興味深いことに、どちらのケースにおいても、随伴発射のタイミングが自分の発した電気パルスを適時打ち消すように調節されていた。つまり、進化や可塑性によって生じる電気パルスの違いは、末梢の発電器官だけでなく、その再帰性信号を予想する随伴発射メカニズムの協調的な変化を伴うことを示唆している。本講演ではこれらの研究成果を紹介するとともに、今後の展望についても触れてみたい。