東京大学の岡田泰和助教らの研究チームは、女王アリと働きアリとの間に生じる序列関係と行動の違いが、脳内のドーパミン量の変化によって生じることを明らかにした。

アリの社会では産卵を独占する女王と、自身では繁殖をせず、女王の子供の養育に生涯を捧げる働きアリが共同で生活している。一般にアリの巣内の序列関係は頻繁に変化し、順位構造を実験的に制御することも難しいため、これまで、順位と行動をつなぐ生物学的実体は多くが未解明のままであった。

今回の研究では、メスのアリが翅を保持するか・切られるかが順位闘争の勝ち・負けの目印となるトゲオオハリアリについて調べたところ、翅を保持するアリ（将来の女王アリ）は翅を失ったアリ（将来の働きアリ）よりも脳内のドーパミン濃度が高くなり、順位が決定した後7日で勝ったアリと負けたアリの間にドーパミン濃度に明瞭な差が見られることが分かった。さらに、翅を切られた働きアリにドーパミンを人為的に投与することで卵巣の発達を人為的に誘導できたため、アリではドーパミンが繁殖を促進することが明らかになった。

これは、ドーパミンが社会的順位によって生じる生理的な変化の主要なしくみを担っており、結果的に女王アリと働きアリの行動の違いをもたらしていることを示唆している。

女王アリへのチャレンジ権を持つ羽化したメスは翅を切られることに必死に抵抗するが、女王アリが元気であれば翅を切られ、その後はおとなしく働きアリとして養育を担当する。アリの行動を詳しく観察すると、“シメられた”新入りのメスはしょんぼりとおとなしくなる。こうした攻撃性の変化もドーパミンに制御されているかどうかは研究課題という。

今後は、ドーパミンなどのアミン系神経化学物質がアリやハチで繁殖活性を持つようになった進化的・機能的経緯の解明や、単独性の種と集団性の種、昆虫と脊椎動物との比較生理学的研究から、動物の社会行動の進化メカニズムが解明されていくと期待されている。

なお、この内容は「Journal of Experimental Biology」に掲載された。