ミツバチは『コロニーのサイズ』によってリスクの取り方が異なる

ミツバチは『コロニーのサイズ』によってリスクの取り方が異なる 生物学
花粉を蓄えた巣の上にいるミツバチたち。©Heather Bell

神経システムや人間の社会集団と同様に、ミツバチに関する新しい研究は、生物集団がダイナミックな状況下でどのように選択を行うかについてのヒントを与えてくれる。

科学者たちは、生物学的集合体と呼ばれる集団の中で、個々の生物がどのように生活し、行動しているのか、その複雑さを注意深く研究してきました。

ハチのコロニーのような「超個体」では、個々のメンバーの相互作用が積み重なって、コロニー全体に利益をもたらします。

しかし、コロニーの生存に不可欠な条件が変化する中で、コロニーがどのように意思決定を行っているのかについては、これまで詳細な情報が得られていませんでした。

今回、カリフォルニア大学サンディエゴ校でミツバチを研究している研究者たちが、コロニーの大きさが重要な要素であることを示す研究結果を発表しました。

この研究結果は、カリフォルニア大学サンディエゴ校の生物科学部門および神経計算研究所の研究者と、ドイツのヴェストファーレン応用科学大学の研究者が中心となって、2021年11月10日にJournal of the Royal Society Interface誌に掲載されました。

研究者たちは、カリフォルニア大学サンディエゴ校の養蜂場で、大小のミツバチのコロニーにおける個体の行動に関するデータを数年間にわたって収集しました。

その中で、ミツバチが情報を伝えるために使うコミュニケーションシグナルに注目しました。

ミツバチは、コロニーにとって有益な食料源があることを仲間に知らせるために、「ワグルダンス」と呼ばれる激しい動きをします。

しかし、餌場の状態が悪化したり、仲間が捕食者に脅かされたりすると、ミツバチは振動や頭突きなどの「ストップ」シグナルを発して、餌場がなくなったことをワグルダンサーに知らせます。

Honey bee (Apis mellifera) waggle dancing and tremble dancing

決め手となるのは、コロニーの大きさだといいます。

コロニーの規模が大きく、十分な量の食料を蓄えているコロニーでは、危険な食料源に手を出す可能性は低いです。

逆に、コロニーの規模が小さく、十分な食料を確保できない場合は、危険を冒しても警告信号を無視する傾向が強かったのです。

研究代表者のHeather Bell博士は、「私たちは、自然の停止信号と同様に、ワグルダンサーを一時停止させる人工的な停止信号を作りました。次に、この人工的な信号を、さまざまな大きさのコロニーのワグルダンサーに使用しました。ワグルダンスの持続時間を測定したところ、小さなコロニーのハチは、大きなコロニーのハチに比べて、人工シグナルからのメッセージに耳を傾ける可能性が低いことがわかりました。」と述べています。

この結果は、小さなコロニーを維持するために有効な戦略が、必ずしも大きなコロニーに最適な戦略ではないという考えを強調しています。

生態学・行動学・進化学部門の教授で論文の上席執筆者であるJames Nieh氏は次のように述べています。

「すべてはリスクに帰結します。小さなコロニーは、食料が必要なため、より多くのリスクを冒します。群れが新しいコロニーを作るとき、彼らは絶望的な状況にあり、より積極的にチャンスを得ようとするでしょう。」

植物の上で休む採餌蜂。

植物の上で休む採餌蜂。©Nieh Lab, UC San Diego

研究者たちは、このような超個体の行動は、神経ネットワークに似ていると指摘しています。

コロニーでも神経系でも、情報は個々の構成要素のネットワークによって処理され、生物集団が生き残るために重要な情報を交換する必要があります。

このような行動が見られる他のシステムとしては、小さな会社などの人間の社会集団があり、計画したコースを変更させるような新しい情報に耳を傾ける可能性は低いかもしれません。

また、今回の結果は、人工的なコンピューティングネットワークの設計にも影響を与える可能性があるといいます。

蜂の巣のようなネットワークは、規模が大きくなったり小さくなったりしても、しっかりとした性能を発揮する必要があります。

また、自然環境においても、今回の研究結果は、気候変動などのダイナミックな状況にミツバチがどのように適応していくのかを理解するのに役立つとNieh氏は言います。

「地球規模の気候変動は、花の開花時期をはじめとするさまざまな要因を変化させています。この研究は、ミツバチがどのようにすればよりよく適応できるかを理解するのに役立ちます。」と述べています。

本研究の共著者は以下の通りです。

Heather Bell氏、Kevin Hsiung氏、Patrick Pasberg氏、Frédéric Broccard氏、James Nieh氏。

Published by University of California – San Diego. Heather C. Bell et al, Responsiveness to inhibitory signals changes as a function of colony size in honeybees ( Apis mellifera ), Journal of The Royal Society Interface (2021). DOI: 10.1098/rsif.2021.0570