Research
魚類やイカ・タコ類などの水棲生物の
行動と生態の進化を研究しています
親による子の保護 (子育て) 行動
イソギンポ科魚類のロウソクギンポを材料に、雄親が保護中の卵を全て食べてしまう全卵食行動の進化と発現メカニズム、特に脳神経・内分泌メカニズムの解明に取り組んでいます。
親による子の保護行動は子の生残や発育を高めることが目的ですが、その一方で保護には大きな負担（コスト）が伴います。そのため親はしばしば保護を放棄したり、自分の子を殺し、食べることさえあります。このフィリアルカニバリズム現象は子を保護する多くの魚類で確認されている一般的な現象です。本研究室ではイソギンポ科魚類のロウソクギンポを材料に、雄親が保護中の卵を全て食べてしまう全卵食行動の進化と発現メカニズム、特に脳神経・内分泌メカニズムの解明に取り組んでいます。 これまでの研究の最大の成果は、ロウソクギンポの全卵食現象が「子殺し」であることを検証したことです。従来の全卵食行動は、保護卵数が少ないと親が保護によって得られる利益（保護成功）よりも保護コストが大ききなるので、保護が割に合わなくなり、保護を途中でやめてしまう、というものでした。その際に卵を食べるのは、栄養利益が得られるからだと説明されていました。しかし、ロウソクギンポの雄親は保護をやめても巣の中に保護卵が存在すると、次の繁殖のための求愛活性を高める雄性ホルモンが上昇しないため、卵の存在を食べて消す必要があったのです。つまり食べる目的は栄養摂取ではなく存在を消すこと（殺すこと）だったのです。 → 研究詳細（Matsumoto et al., 2018; Current Biology） 親にとって保護中の子は何よりも大切な存在ですが、ある瞬間に保護から子殺しに行動が転換するのです。親の体の中でどのようにこのスイッチがオンになるのか、について研究を進めています。このメカニズムを解明することは、子殺し行動の進化だけでなく、動物の子育て行動の進化の理解にも繋がると考えています。
タコの繁殖への毒利用
タコの後部唾液腺に含まれる毒は、咬みついて餌生物や捕食者に注入することによって、採餌と捕食者防衛に利用されると考えられています。それだけではなく、繁殖にも毒を利用している可能性があります。
ヒョウモンダコの雌雄のペアを水槽に導入して交接行動を観察したところ、交接後の雌の背中に腫れが発見されました。その腫れの位置は、雄が交接のために雌の胴体に抱き着いていた（マウント）位置と一致しました。そこで、後部唾液腺のサイズとそこに含まれる毒成分について詳しく調べました。その結果、後部唾液腺サイズは雄の方が雌よりも大きく、雄は繁殖盛期に近づくにつれて後部唾液腺を大きく発達させていることが分かりました。次に、後部唾液腺に含まれるテトロドトキシン量には雌雄差はありませんでした。しかし、アミン類の一種のヒスタミンの保有量は雄の方が多く、後部唾液腺サイズが大きい雄ほど、多くのヒスタミンを保有することが分かりました。これらのことから、雄はヒスタミンを多く保有するために後部唾液腺を大きく発達させ、交接時の雌の抵抗を軽減するために、ヒスタミンをはじめとする毒を利用している可能性があります。 現在は、交接に毒を利用することで雄がどのようなメリットを得ているのかを研究しています。この研究は、生物による毒の保有が生存のためだけでなく、繁殖のために進化しうるかを明らかにするうえで重要なテーマとなっています。 Yuta Yamate, Tomohiro Takatani, Takeshi Takegaki. Enlarged venom-gland size in males of the Japanese blue-lined Octopus Hapalochlaena cf. fasciata: possible effects of toxins other than TTX. Marine Biology 173(2). 2026年1月.
精子競争と代替繁殖戦術
ハゼ科魚類クモハゼを材料に、異なる繁殖方法を採用する雄間の精子競争によって進化したさまざまな形質について研究しています。
魚類は体外受精種が多いので、ある雌が産む卵に複数の雄が放精して受精させようとする状況が多くの種で見られます。 このような異なる雄の精子間で受精を巡って争う現象は精子競争と呼ばれます。雄の繁殖成功がまさに決定しようとするその間際の競争であるため、精子競争は行動や形態、生活史に至るさまざまな形質の進化に大きく影響します。本研究室では、ハゼ科魚類クモハゼを材料に、異なる繁殖方法を採用する雄間の精子競争によって進化したさまざまな形質について研究しています。 魚類では、雌を独占する優位雄の繁殖にこっそり忍び込んで受精成功を得る代替繁殖戦術「スニーキング戦術」を採用する雄の存在が多く種で知られています。クモハゼにも巣を占有して雌とペア産卵する「ネストホルダー雄」と「スニーカー雄」との間で受精を巡る激しい争いが起こり、その争いに有利になるさまざまな形質が進化しています。例えば、スニーカー雄は巨大精巣をもつほか、精子そのものが長寿で高速遊泳することが分かっています。ネストホルダー雄がスニーカー雄の精子を巣の外にヒレで煽り出す「精子除去行動」は、体外受精種では初めての精子除去行動となりました（Takegaki et al. 2020; Proc B）。
タコの交接腕防衛行動
タコは捕食者による攻撃などによって腕の一部を失うことが知られていますが、実際に野外で採集されたマメダコ（117個体）とヒョウモンダコ（72個体）のうち、交接腕を欠損した雄は1個体もいませんでした。繁殖あるいは生存上重要な「急所」を選択的に守るためにどのような行動が進化しているのでしょうか。
タコは8本の腕があり、腕は餌生物をとらえたり、移動したりするために使用されます。しかし、雄の腕の8本のうち1本は交接腕と呼ばれ、交接腕は交接（交尾）の時に精夾（精子が詰まったカプセル）を雌に渡すためにも使用されます。しかし、タコは捕食者による攻撃などによって腕の一部を失うことが知られています。実際に野外で採集されたマメダコ（117個体）とヒョウモンダコ（72個体）の腕の欠損率を調べたところ、約8割の個体がいずれかの腕を欠損していました。一方で、交接腕を欠損した雄は1個体もいませんでした。そのため、タコの雄は交接腕の欠損を回避する行動を進化させていると考えられます。 本研究室での実験では、マメダコの雄は初めて見た物体を触る際に交接腕を使用しないこと、索餌の際は、他の腕で安全を確かめてから交接腕を使用することが分かっています。この研究を通じて、動物が繁殖あるいは生存上重要な「急所」を選択的に守るためにどのような行動が進化しているかについて、より一層理解が深まることが期待されます。 Yuta Yamate, Keijiro Haruki, Takumi Ohya, Toshifumi Wada, Takeshi Takegaki. Seasonal and sex differences in arm loss frequency in two small coastal octopus species (Octopus parvus and Hapalochlaena cf. fasciata). Zoological Science. 42(2). 2025年2月. Keijiro Haruki, Yuta Yamate, Takeshi Takegaki. Male octopus avoid using hectocotylized arm under situations with unpredictable risks. Ethology. 132(7): 448-456. 2026年3月.
音響生態学的研究
クモハゼのオスはメスに求愛する際の音声シグナルと行動ディスプレイが、メスによるオス選択においてどのように機能しているのか、またその相対的な重要性を明らかにする研究に取り組んでいます。
魚類でもシログチやギギなど多くの種で音声を発することが知られているが、人が耳にする機会が少ないこともあり、陸上動物に比べると研究例が極端に少ない（鯨類では多い）。 クモハゼのオスはメスに求愛する際に、ミツバチの８の字ダンスのような行動ディスプレイを用いるが、これに加えて音声シグナルを発することが知られていた（張・竹村, 1989）。我々はこれまでにオスが複数の音声シグナルが存在すること、状況によってそれらを使い分けていることを明らかにしてきた（Mukae et al. 準備中）。これら音声シグナルと行動ディスプレイが、メスによるオス選択にお いてどのように機能しているのか、またその相対的な重要性を明らかにする研究に取り組んでいます。 また、生息場所の音響環境（騒がしい or 静か）が両シグナルの使用や強度にどのような影響を与えるかについても研究を進め、これまでにノイズが大きいと音声シグナルをより聞こえやすい音に変化させたり、音の変わりに行動ディスプレイの強度を高めるように調節していることが分かってきました（Kawaguchi et al. 準備中）。
マメダコの巣穴利用と巣穴の選択
マメダコは夏から冬の間、成長の場として潮間帯を利用します。巣穴の前にカメラを設置して、いつ巣穴を出ていつ帰ってくるか、どのような条件の巣穴がマメダコに選択されやすいかを調べています。
潮間帯は潮の満ち引きによって干出と水没を繰り返す海岸エリアのことで、塩分や温度、水位の変動が激しく、多くの海洋生物にとって厳しい環境です。マメダコは夏から冬の間、成長の場として潮間帯を利用します。本種は夜行性で昼間は巣穴に潜み、夜間に巣を出て活発に採餌します。マメダコは巣穴が干出しているときは巣の中でじっとしていますが、夜になって巣穴が水没したタイミングで外出します。そのため、外出時間やタイミングは巣穴の位置（沖側か岸側か）や潮汐の月周期（大潮か小潮か）など様々な要因で変化すると考えられます。そこで、巣穴の前にカメラを設置して、マメダコがいつ巣穴を出ていつ帰ってくるかについて、周囲の環境変化と照らし合わせて調査をしています。 マメダコの巣穴は自然にできた岩穴であるため、調査地には様々な条件の巣穴があります。地面からの高さや穴の方角、周囲の餌生物の豊富さは巣穴によって様々です。そのため、どのような条件の巣穴がマメダコに選択されやすいのかを調べています。具体的には、特定の個体が長く使い続ける巣穴はどのようなものか、空きが出てもすぐに埋まってしまう巣穴はどのようなものか、あるいは巣穴ごとの入居者の成長率などについて調べています。 Yuta Yamate, Takumi Ohya, Toshifumi Wada, Takeshi Takegaki. Seasonal occurrence of Japanese pygmy octopus Octopus parvus in the intertidal zone. Fisheries Science 87(6) 795-803. 2021年11月.
認知生態・学習行動
クモハゼが高い空間認知能力を持ち、水中だけでなく水上の情報も利用しているのではないかと考え、水槽内で水中・水上の情報（標識）と報酬（エサ）を関連付ける学習実験を行っています。
多くの動物で，遠く離れた場所から自分の巣やなわばりに正確に戻る「帰巣性」と呼ばれる性質や，効率的に目的地に到達するための「ナビゲーション」と呼ばれる行動や仕組みが知られている。目的地にたどり着くには，目印（道標）を利用するか，目的地を含む環境下で自分がどこにいるかを把握しておく必要がある。このような能力を「空間認知能力」と呼び，その能力の高さは個体の生存や繁殖を有利にすると思われる。 潮間帯に生息するクモハゼは、50m以上離れた潮溜まりから元居た潮溜まりに正確に戻ってくる高い帰巣性を示すことが知られる。我々はクモハゼが高い空間認知能力を持つこと、そして水中だけでなく水上の情報も利用しているのではないかと考えました。これらを検証するために、水槽内で水中・水上の情報（標識）と報酬（エサ）を関連付ける学習実験を行っています。