Research Abstract

働かないワーカーは社会性昆虫のコロニーの長期的存続に必須である  OPEN ブックマーク

Lazy workers are necessary for long-term sustainability in insect societies

2016年2月16日 Scientific Reports 6 : 20846 doi: 10.1038/srep20846 (2016)
働かないワーカーは社会性昆虫のコロニーの長期的存続に必須である
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最適性理論は社会性昆虫コロニーの生産性の最適化を予測するが、アリのコロニーには非活動的なワーカーが多くみられる。実は、アリのコロニーでは、仕事に関連した刺激に反応する閾値がワーカー間で大きく異なっているために、短期的生産性が低下している場合が多い。なぜコロニーでは、自然選択によってそのような非効率的戦略が維持されているのであろうか。今回我々は、非活動的なワーカーがコロニーの長期的存続に不可欠であることを明らかにした。シミュレーションの結果、活動的なワーカーが疲労したときに、コロニー存続にとって途切れさせることのできない仕事を交代するという重要な役目を非活動的なワーカーが果たすため、閾値が不定のコロニーは閾値が固定的なコロニーよりも長く存続することがわかった。非活動的なワーカーが活動的なワーカーと交代する証拠は、実際のアリのコロニーで認められた。このように、非活動的なワーカーの存在は、短期的生産性の低下という犠牲を払って、コロニーの長期的持続性を向上させている。非活動的なワーカーは、コロニー内部に存在する環境のゆらぎに対する両賭け戦略の一例と考えられる。

Eisuke Hasegawa, Yasunori Ishii, Koichiro Tada, Kazuya Kobayashi & Jin Yoshimura

Corresponding Authors

長谷川 英祐
北海道大学大学院 農学研究院 動物生態学研究

吉村 仁
静岡大学 学術院工学領域 数理システム工学系列

Optimality theory predicts the maximization of productivity in social insect colonies, but many inactive workers are found in ant colonies. Indeed, the low short-term productivity of ant colonies is often the consequence of high variation among workers in the threshold to respond to task-related stimuli. Why is such an inefficient strategy among colonies maintained by natural selection? Here, we show that inactive workers are necessary for the long-term sustainability of a colony. Our simulation shows that colonies with variable thresholds persist longer than those with invariable thresholds because inactive workers perform the critical function of replacing active workers when they become fatigued. Evidence of the replacement of active workers by inactive workers has been found in ant colonies. Thus, the presence of inactive workers increases the long-term persistence of the colony at the expense of decreasing short-term productivity. Inactive workers may represent a bet-hedging strategy in response to environmental stochasticity.

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