貝類を通して生命現象に迫る
頭足類はイカ、タコ、オウムガイ、そして化石種のアンモナイトから成る軟体動物の一群である。このうち、鞘形類と区分けされるイカとタコは、水産物や文化的キャラクターとして日本人には馴染み深い。一方、一見意外にもみえるが、イカとタコは知性を発達させた不思議なグループでもある。高精度のレンズ眼をもち、無脊椎動物界では最大で、脊椎動物にもひけをとらない巨大脳を備え、高度な学習や記憶などの知性行動をみせる。しかし、その寿命は短く、知性の使い道には不可解な謎が残る。この疑問に、社会という観点から光を当てると、また違ったイカ像、タコ像が現れる。本講演では、群れをなすアオリイカを題材に演者らの研究グループが進めた一連の社会認知に関する行動研究から、別名「海の霊長類」、頭足類が織り成す知と社会の世界について紹介したい。
陸産貝類は総じて，極めて移動能力の低い生物である．そのため，物理的な距離や障壁，環境の違いなどによって個体群が分断されやすく，遺伝的な変異や表現型の分化が生じやすい．このような特徴から，陸産貝類は，種分化や表現型の分化のメカニズムを解明するにあたって，非常に優れた対象であると考えられる．
表現型の分化・多様化のメカニズムの解明は，進化生態学において最も重要な命題の一つである．その過程には、「資源をめぐる競争」が重要な役割を果たすと一般に考えられているが，その他の生物間相互作用が表現型の分化にどのような影響を与えるのかは，ほとんどわかっていない．数ある生物間相互作用のそれぞれの効果を，個別に評価できない事が一因と考えられる．
北海道に生息する2種の近縁な陸産貝類において，外部刺激に対する著しい行動の種間差が，発表者によって発見された．それらの行動は，「資源をめぐる競争」以外の生物間相互作用の一つである「捕食―被食者間相互作用」が2種に大きな影響を与えていることを示唆するものであった．本発表では，新たに発見された行動形質が示唆する「捕食―被食者間相互作用」の被食者の表現型分化への影響について論じたい．また，このような生物間相互作用を扱う研究における，行動観察の重要性についても議論したい．
腹足類が這って移動する際、腹足の筋肉が収縮弛緩を繰り返しており、その筋収縮の波が伝播していく様子は肉眼でも観察することができる。ナメクジやカタツムリは体の進行方向と同じ向きに筋収縮の波(Direct wave)を進行して前進するが、アメフラシは体の進行方向とは逆向きに筋収縮の波(Retrograde wave)を伝播させている。さらに、アワビやカサガイ、サザエなどは、左右非対称な筋収縮波を使って這行しており、まるで四足歩行や二足歩行をしているかのようにも見える。このように腹足類の這行運動において見られる多様な筋収縮のパターンとその運動機構は、這行運動だけではなく、歩行など様々な運動形態を理解する基礎となると考えている。筋収縮パターンの報告は古くからなされているが、実際に前進するためには接地面との摩擦の制御が必要である。摩擦の制御方法に関しては、筋収縮波の一部を接地面から持ち上げていると考えられており、収縮部分を持ち上げればDirect waveによる這行が、伸張部分を持ち上げればRetrograde waveによる這行が実現可能であることが理論的にも明らかである。しかしながら、実際は、種によっては這行運動時の腹足に凹凸が観察されなかったり、腹足を上げるためにはコストがかかりすぎるなど、解決されていない部分も多い。さらに、腹足のどの部分をどのタイミングで上げるのか、高度な制御を要するメカニズムである。
本講演では、ナメクジによる実験やロボティクスにおいて示唆されている粘液による摩擦制御について、筋収縮と粘液のレオロジーを簡単な数理モデルで記述し、粘液の動的粘弾性が自動的な摩擦制御を実現することを示す。
生物は季節変化に対応する生理機構をもたなければ、子孫を残すことができない。そのため、日長や温度を手がかりとし生活史を環境変化に適合させていることが、多くの生物で知られている。チャコウラナメクジLehmannia valentianaはヨーロッパを原産とする中型のナメクジで、日本には戦後移入し、現在では北海道から沖縄まで広く分布している。しかし、チャコウラナメクジが日本のさまざまな気候にどのように適応しているのかは明らかになっていなかった。本講演では、野外採集や実験室での飼育により明らかになった、移入種チャコウラナメクジの生活史や繁殖時期を決める環境要因、温度耐性について紹介したい。