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2011年01月25日

超個体はそれらの部分の合計以上になる。

NSF(National Science Foundation/国立科学財団)は、アリゾナ州立大学ライフ・サイエンス校(School of Life Sciences at Arizona State University)の大学院生ジェームズ・ウォーターズ(James Waters)とテイト・ホルブロック(Tate Holbrook)は、コロニーのサイズがどのように振舞いとエネルギー使用のパターンに影響するかを見つけるためにアリを研究していると報告している。

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コロニーのサイズは、どのように細菌集団、昆虫居留地または人間の都市などの超個体の組織と生理学に影響するか?

個人の間の物理接続か、どのような種類の集中制御システムのなにかの不足にもかかわらずも、全体の居留地が分業、大規模な飼料ネットワーク、および入念な巣の構造を含む組織の見事な離れ業を示すことができるので、社会性昆虫居留地は素晴らしい研究有機体といえる。

それらの研究のために、ウォーターズとホルブルックはカリフォルニアの種子収穫アリ、収穫アリ属californicusに主に焦点を合わせた。


新しい居留地を始めるためにこの種の女王アリの例年の交尾飛翔に続いて、集めて、研究室に返すことができる。

1カ月か2カ月以内に、女王によって産まれた卵は、幼虫、さなぎ、および大人の労働者に展開する。

1年の過程にわたって、居留地はサイズが大きいとして1,000匹のアリを含むほど発展するかもしれない。

ウォーターズに関心があった1つの疑問は、より大きくなるのに従って居留地が、より効率的になるかどうかということであった。

これを見積もることにおける第一歩は、それらのサイズの関数として居留地のエネルギー需要を見積もることであった。

人生の過程のすべてを動かすために、移動からコミュニケーションまでの燃料として、酸素を燃やすエンジンとして、動物を考える1つの方法がある。

水域は特別な実験室の中で呼吸したので、全体の居留地によって消費される酸素量を測定するために「再-肺活量測定(respirometry to measure the amount of oxygen)」と呼ばれるツールを使用した。

より大きい居留地は、明らかに居留地が発展したので、全体的に見てより多くのエネルギーをより小さい居留地に必要であったが、彼らは驚いたことにより少ない1アリあたりのエネルギーだけを必要とした。

しかし、アリのグループがそれらの居留地から取り出されたとき、彼らは皆、同じ相対的なエネルギー量を必要とした。

これらのパターンが、個々のアリによるエネルギー使用を規制する居留地の環境に関して何か特別なものがあるのを示して、このエネルギー使用は、居留地のサイズで、変化するか、または比例しする。

エネルギー使用のスケーリングは居留地のサイズ関連の変化に関連しているかもしれない。

異なった労働者が異なった仕事を専攻するとき、ひな注意と飼料のように、アリと他の社会性昆虫の居留地の重要な行動形態は分業になる。

ホルブルックはコロニーのサイズがP.californicusでどう分業に影響を及ぼすかを調査した。

まず最初に、彼は、各居留地の中で個々の労働者を特定できるようにユニークな色の配合で慎重にアリを塗装した。

そして、どのアリがどの仕事をしたかを記録して、彼は何時間も異なったサイズの居留地を見た。

コロニーのサイズが増加して、そう分業することを、ホルブルックは発見した。

より小さい居留地では、個々の労働者がさまざまな仕事をするが、より大きい居留地では、労働者は、特定の仕事を専攻する傾向がある。

さらにテストされるために、より高い分業で、より大きい居留地が、より効率的になるかどうかということが、まだ残っている。

ウォーターズとホルブルック、および彼らの同僚の研究は、種子収穫アリ、たぶんまた、他の社会性昆虫の居留地がそれらの部分の合計以上であることを示している。

居留地のメンバーとの社会的な相互作用はコロニーのサイズと形に従って個人の生理学と振舞いを変える居留地レベルの特性をもたらしている。

これらの結果は、より広い、有機体の中のセル規則と社会の中の個人の組織を含んでいる。

実際、これらの研究は、個人であることを何を意味するかに関するまさしく自然に疑問であった。

単一のアリの基礎生物学は、それがおそらく住んでいる居留地の構成で、あまりに強く影響を及ぼされるので、アリがそれ自体で個人でなければ、それさえより高いレベルの生物学的組織(超個体)で存在する実体の一部になっていた。

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