ドワーフイカ
Species of cuttlefish

ドワーフイカ
シアトル水族館のAscarosepion bandense
科学的分類 この分類を編集する
王国： 動物界
門: 軟体動物
クラス： 頭足動物
注文： セピダ
家族： セピイ科
属: アスカロセピオン
種：
A. バンデンス
二名法名
アスカロセピオン・バンデンセ
アダム、1939年[2] [3]

ドワーフイカ（Ascarosepion bandense）は、スンピー・スパインド・イカとも呼ばれ、インド太平洋中部の浅瀬沿岸域に生息するイカの一種です。[4] [5] 2023年の系統解析により、本種は旧称（Sepia bandensis）から再分類されました。[6] Sepia baxteriとSepia bartlettiはシノニムの可能性があります。サンゴ礁や砂浜の海岸によく見られ、通常はナマコやヒトデと共生しています。[5]

他の頭足類と同様に、コウイカはカモフラージュとコミュニケーションのために、皮膚の模様を素早く変化させることができます。本種は、集中化された脳と腕に広がるニューロンネットワークを含む複雑な神経系に支えられた、顕著な認知能力を示します。扱いやすい体格、豊富な行動レパートリー、そして進化を続ける遺伝学的ツールにより、神経科学および行動研究におけるモデル生物としてますます利用されています。

語源

属名Ascarosepionは、古代ギリシャ語のἄσκαρος (áskăros)（「靴」または「スリッパ」）とσηπία ( sēpía )（「イカ」）のラテン語化に由来する。Ascarosepionは2023年の系統分類研究によって属名が復活するまで、Sepiaの同義語と考えられていた。 [6]種小名bandenseは、ホロタイプが採集されたバンダ・ネイラに由来し、「～の」または「～から」を意味する接尾辞-enseを付したものと考えられる。[2]

説明

一般的なイカ類と同様に、 A. bandenseの体は外套膜（成体で通常約4～7cm）、目に見える8本の腕、そして2本の摂食触手（通常は頭部に収納されている）で構成されている。皮膚は色素胞と乳頭と呼ばれる皮下筋で覆われており、どちらも神経制御下にある。色素胞は孵化直前に発達し、イカは体表の模様を素早く劇的に変化させることができる。同様に、乳頭はイカが皮膚の一部を上下させることで体質を変化させることを可能にする。[4] [7] [8]これらの外観変化は、環境に擬態するため、また同種間の社会的シグナル伝達のために利用されている。[4] [9]

性成熟に達すると、コビトコウイカは性的二形性を示す。オスはメスよりも大型化する傾向があり、寿命はメスがわずかに長くなることが多い（メスは約6～9ヶ月、オスは約9～12ヶ月）[要出典]。また、オスとメスは性別に特有の行動をとる。

ドワーフイカは、外套膜の縁に並ぶ半透明の鰭を波打たせながら泳ぎ、同時にイカの甲で浮力を調整します。また、漏斗から水を素早く排出することで高速移動も可能です。海底を「歩く」ように泳ぐ姿がよく観察されます。これは、下側の腕を使って体を前に引っ張る動きです。[ 5]

生態学

生涯の歴史

メスのコビトコウカは1～2ヶ月間繁殖活動を行い、その間に複数の卵塊を産みます。コビトコウカの卵は直径約1cmで、保護のために墨を混ぜた胚ゼリーで覆われています。卵はブドウの房のように5～40個ほどの塊となって産み付けられ、サンゴなどの硬い表面に付着し、親の世話を受けることなく成長していきます。[4] [5]

約4週間後、卵は孵化し、成体の小型版のような非常に早熟なコウイカになります。数日以内に遊泳、カモフラージュ、小型の獲物を狩ることができるようになります。コビトコウイカは孵化後約3～4ヶ月で性成熟に達し、 [4] [5]オスとメスは複数のパートナーと交尾します。オスは、黒の背景に高コントラストの縦縞模様の白い縞模様を描く特徴的な攻撃的なディスプレイを用いて、メスをめぐって争います。これらのディスプレイは、オス同士の物理的な争いに先行することが多く、オスは腕で掴み合い、くちばしで噛み合います。交尾中、オスは交尾器官を用いて精包の束をメスの頬部に挿入します。メスは産卵の準備ができるまで精子を体内に貯蔵することができます。[4]

繁殖期を終えると、コビトコウイカは老化の兆候を示し始めます。その後、9ヶ月齢で死ぬまで成長を続けます。[4]

給餌

ドワーフコウイカは雑食性の絶対 肉食性で、様々な甲殻類や小魚を捕食します。コウイカは主に視覚で獲物を特定すると、しばしば行動パターンを変え、腕を上げてゆっくりと獲物に近づきます。そして、吸血用の触手を素早く伸ばし、獲物を捕らえて口腔へと引き寄せます。コウイカは腕で獲物を掴み、毒を注入して麻痺させます。[10]獲物が麻痺すると、コウイカは嘴で小さな断片を噛み切ります。現在、コウイカの毒の正確な組成と進化、そして他の動物の毒との比較に関する研究が進められています。[11] [12]

社会的行動

野生ではコビトコウイカは主に単独で行動しますが、いくつかの社会行動が観察されています。コビトコウイカは、同種の個体との社会的な相互作用に特有の行動パターンを示すことがよくあります。これらの行動パターンの一部は、例えば攻撃性など特定の行動と関連付けられていますが、社会的な行動パターンの大部分がどのように利用されているかは正確にはわかっていません。[4] [13]飼育下では、十分なスペースが与えられていれば、メスと若いオスを一緒に飼育できる場合が多いです。[要出典]

神経系

5億年以上前に脊椎動物を含む系統から分岐したにもかかわらず、イカは驚くべき知能を示す。[14]頭足動物の神経系の多くの側面も脊椎動物の神経系に似た構造をしている。[15]

しかし、頭足動物の脳は脊椎動物の脳とはいくつかの重要な点で異なっています。頭足動物の脳のニューロンは、一般的に単極性で無髄です。脳葉内では、ニューロンは細胞体から内側に伸びて神経突起を形成し、周縁部に配列する傾向があります。脊椎動物の脳で特定されている典型的な領域は、頭足動物自体には存在しませんが、様々な類似体が示唆されています。[15]脊椎動物では体内のニューロンの大部分が中枢脳に局在していますが、頭足動物のニューロンははるかに広範囲に分布しています。頭足動物のニューロンの大部分は、中枢脳に加えて、腕の神経節にも分布しています。[14]特にイカでは、腕が中枢脳の関与なしに特定のタスクを学習できることが示されています。[16]

中枢脳

コビトコウカの中枢脳は、頭部の食道を取り囲むように配置された32の異なる葉から構成されています。脳の後部は軟骨層によって保護されています。[17]これらの葉は、主に食道の上部と下部に位置する食道上塊と食道下塊と呼ばれる2つの大きな構造と、視索複合体に大まかに分類されます。[17] [18]脳葉とそれに関連する組織単位は以下のとおりです。[17]

  • 食道上腫瘤
    • 垂直葉複合体
      • 垂直ローブ
      • 亜垂直葉
      • 上前頭葉
      • 下前頭葉
      • 後部前頭葉
    • 基底葉複合体
      • 前基底葉前部
      • 前後基底葉
      • 交連前葉
      • 背側基底葉
      • 基底間葉
      • 正中基底葉
      • 外側基底葉
  • 食道下腫瘤
    • 足葉複合体
      • 前足葉
      • 後足葉
      • 外側ペダル葉
      • 前背側色素胞葉
      • 前腹側色素胞葉
    • マグノ細胞ローブ複合体
      • 背側の大細胞葉
      • 腹側の大細胞葉
      • 後部大細胞葉
    • 嘴臓葉複合体
      • 淡蒼球臓葉
      • 外側腹側淡蒼球臓葉
      • 後部色素胞葉
      • 背側血管運動野
      • 腹側血管運動野
    • 腕葉複合体
      • 腕葉
      • 上頬葉
      • 下頬葉
  • 視索複合体
    • 視神経節
    • 花柄の裂片
    • 背外側葉
    • 視腺
    • 嗅球

ビジョン

脊椎動物の目と同様に、イカの目は瞳孔と水晶体を通して光感受性網膜に光を集束させる。イカの瞳孔は変化する光条件に適応するために拡大・縮小が可能であり、収縮すると独特の波型形状（しばしば「W」と表現される）を形成する。[19] [20]人間が水晶体の形状を調整することで光を集束させるのとは対照的に、イカの水晶体は固定形状であり、網膜に対して移動させることで集束させる。[19]光受容器からの情報は、多数の神経索を介して同側視葉に送られ、そこで処理される。コビトイカの視葉は、脳の容積の75%を占める。[17]視葉から外側基底葉への大きな投射がある。この経路は、色素胞葉（皮膚上の色素胞筋に神経を送る）を介して視覚刺激を皮膚パターンに変換することに関与していると示唆されている。[13] [17]

イカの網膜には1種類の光受容体しか見つかっていないことから、色覚異常である可能性が示唆されている。[13] [21] [22]この発見により、イカがどのようにして異なる色の背景にこれほどうまくカモフラージュできるのかは正確には不明である。1つのメカニズムとして提案されているのは色収差で、W字型の瞳孔が網膜の異なる部分に異なる色の光を散乱させる。[13] [22]他に提案されているメカニズムとしては、RNA編集[13]や、イカが検知できる偏光情報の利用などがある。これに対し、一部の研究では、イカは実際には真の色覚異常であり、コントラストによってのみ色を区別できると示唆している。[21]現在のところ、これらの仮説のどれが正しいのか、あるいは正しいとすればどれなのかは不明である。[13] [21]

迷彩

他の頭足動物ほど柔軟ではないものの、コビトコウカは驚くほど多様な模様を生み出すことができる。[8]他の多くの体色を変える動物とは対照的に、頭足動物の色素胞は神経制御されており、1秒未満で模様を変えることができる。[7]頭足動物の色素胞は、筋肉の輪に囲まれた色素で満たされた細胞からなる。脳からの入力を受け取ると、色素胞を取り囲む筋肉が収縮し、細胞が拡張して皮膚のその部分の色が見えるようになる。筋肉が弛緩すると、細胞は弾性張力によって収縮し、色は見えなくなる。[13]コビトコウカは一般的に背景に同色になる傾向があるが、主に社会的相互作用の際に表示されると思われるその他のさまざまな模様を持っている。[8] [13]ドワーフイカは、体の両側半分に1つずつ、同時に2つの異なる模様を表示することができ、2つの色素胞のそれぞれが体の両側を独立して制御できる可能性があることを示唆しています。[13]

イカは環境に驚くほどよく溶け込みますが、デジタルディスプレイで使用されている1:1ピクセルマッピングと同様の手法を採用していると思われるような視覚環境を完全に複製するわけではありません。 [13]その代わりに、イカの視覚経路は視覚環境の特定のテクスチャ統計を計算し、それらの統計を用いて環境に溶け込みながらも新しいパターンを生成すると考えられています。 [13] [23] [24]

化学受容

化学受容はイカのグループによって異なりますが、コビトイカは吸盤にある受容体を通して化学的な信号を感知できると考えられます。[25] [26] [27]

体性感覚

頭足動物は、特に腕からの触覚情報を利用して周囲の環境を探索し、獲物を捕獲します。[14]

学習と記憶

コビトコウカは複雑な行動を学習し、エピソード記憶のような記憶を持つことが示されている。[14] [28] [29]これらの行動の多く、特に視覚や痛みの手がかりを伴う行動は、垂直葉と関連付けられている。[30] [31] [32]垂直葉は、標準的な小脳回路に似ていることから「小脳様構造」と呼ばれることが多い、疎に接続されたエンコーダー-デコーダーネットワークで構成される。[33]昆虫のキノコ体や哺乳類の海馬の三シナプス回路も含まれるこの種の構造は、パターン分離、つまり複雑な刺激を適切な行動に関連付ける学習の重要な要素に有用であることが示されている。[34] [35] タコとコウカはこの同じ構造を共有しているが、学習の場は2つの分類群間で異なる。[36]この違いがどのような意味を持つのかはまだ明らかではない。

モデル生物として

行動レパートリーが豊富で、世代時間が短く、実験室での取り扱いが比較的容易なことから、コビトコウイカは頭足動物のモデル生物として人気が高まっています。[4]現在、生きた動物の神経活動をより容易に追跡できるように、遺伝子組み換え系統を作成するための研究が進行中です。[37]

参照

参考文献

  1. ^ Barratt, I.; Allcock, L. (2012). 「Sepia bandensis」. IUCNレッドリスト絶滅危惧種. 2012 e.T162605A926842. doi : 10.2305/IUCN.UK.2012-1.RLTS.T162605A926842.en . 2021年11月19日閲覧。
  2. ^ ab アダム、ウィリアム (1939 年 4 月)。 「メモ Sur Les Cephalopides XI. — Sepia Bandensis sp. nov」(PDF)。ベルギー王立自然史博物館。15 (18) 。2023 年12 月 29 日に取得。
  3. ^ Julian Finn (2016). 「Ascarosepion bandense (Adam, 1939)」.世界海洋生物登録簿. フランダース海洋研究所. 2025年5月5日閲覧。
  4. ^ abcdefghi Montague, Tessa G.; Rieth, Isabelle J.; Axel, Richard (2021年5月24日). 「カモフラージュする小型コウイカ（Sepia bandensis）の胚発生」. Developmental Dynamics . 250 (12): 1688– 1703. doi : 10.1002/dvdy.375 . PMID  34028136.
  5. ^ abcde ポラード、アンドリュー（編）「Stumpy-spined Cuttlefishes, Sepia bandensis」海洋生物保全協会。
  6. ^ ab ルプシェ、ニック;リード、アマンダ。タイテ、モラグ。窪寺常美；オールコック、A. ルイーズ (2023-06-16)。 「コウイカ (頭足綱、セピ科): 最低限の骨 - 関係性の仮説」。海洋生物学。170 (8): 93。ビブコード:2023MarBi.170...93L。土井：10.1007/s00227-023-04195-3。ISSN  1432-1793。
  7. ^ ab Messenger, JB (2001). 「頭足動物の色素胞：神経生物学と自然史」 .ケンブリッジ哲学協会生物学評論. 76 (4): 473– 528. doi :10.1017/S1464793101005772. PMID  11762491. S2CID  17172396.
  8. ^ abc Osland, Hannah K.; Levin, Rachel N. (2022年5月31日). 「ドワーフコウイカ（Sepia bandensis）の体パターンのカタログ化」 . The Biological Bulletin . 242 (3): 250– 258. doi :10.1086/720364. PMID  35767413. S2CID  249254544.
  9. ^ ハンロン, ロジャー・T.; メッセンジャー, ジョン・B. (2018).頭足動物行動学（第2版）. ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-1-108-54674-4。
  10. ^ バリー、キャロリン（2018年9月30日）「研究によると、すべてのタコは有毒」ナショナルジオグラフィック協会。2018年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年12月29日閲覧。
  11. ^ Holford, Mandë (2023年9月20日). 「頭足動物における新規遺伝子の進化的発達と腺組織形成の分子メカニズムの解明」NIH RePORTER .
  12. ^ 「マンデ・ホルフォード氏が名誉ある国立衛生研究所パイオニア賞を受賞」。2023年10月3日。
  13. ^ abcdefghijk Montague, Tessa G. (2023年10月23日). 「頭足動物のカモフラージュにおける神経制御」(PDF) . Current Biology . 33 (20): R1067 – R1105 . Bibcode :2023CBio...33R1095M. doi :10.1016/j.cub.2023.08.095. PMID  37875091.
  14. ^ abcd Mather, Jennifer A; Dickel, Ludovic (2017-08-01). 「頭足動物の複雑な認知」 . Current Opinion in Behavioral Sciences . 比較認知. 16 : 131–137 . doi :10.1016/j.cobeha.2017.06.008. ISSN  2352-1546. S2CID  53160699.
  15. ^ ab 重野 修一; ポール・L・R・アンドリュース; ジョヴァンナ・ポンテ; グラツィアーノ・フィオリート (2018年7月20日). 「頭足動物の脳：脊椎動物との比較を容易にする最新知見の概要」. Frontiers in Physiology . 9,952 . doi : 10.3389/fphys.2018.00952 . PMC 6062618. PMID 30079030  . 
  16. ^ Licholai, Julia A. (2021年11月12日). 「コウイカは腕の中に保持している脳で学習できる」Massive Science . 2023年12月29日閲覧。
  17. ^ abcde モンタギュー、テッサ;他。 （2023年6月20日）。 「カモフラージュドワーフイカ、セピアバンデンシスの脳地図帳」(PDF)。現在の生物学。33 (13): 2794–2801.e3。Bibcode :2023CBio...33E2794M。土井：10.1016/j.cub.2023.06.007。PMID  37343557 。2023 年12 月 29 日に取得。
  18. ^ Albertin, Caroline B.; Katz, Paul S. (2023年10月23日). 「頭足動物の神経系の進化」(PDF) . Current Biology . 33 (20): R1067 – R1105 . Bibcode :2023CBio...33R1087A. doi :10.1016/j.cub.2023.08.092. PMC 10792511. PMID 37875089  .  
  19. ^ ab カーク、モリー、デニング、デイヴィッド (2017年2月26日). 「タコと昆虫、どちらがより洗練された目を持っている動物か？」BioMedia Associates . 2017年2月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  20. ^ Mäthger, Lydia M.; Hanlon, Roger T.; Håkansson, Jonas; Nilsson, Dan-Eric (2013-05-03). 「イカ（Sepia officinalis）のW字型瞳孔：水平視力向上のための機能」. Vision Research . 83 : 19– 24. doi : 10.1016/j.visres.2013.02.016 . ISSN  0042-6989. PMID  23474299.
  21. ^ abc Mäthger, Lydia M.; Barbosa, Alexandra; Miner, Simon; Hanlon, Roger T. (2006-05-01). 「視覚感覚運動アッセイによるイカ（Sepia officinalis）の色覚異常とコントラスト知覚」 . Vision Research . 46 (11): 1746– 1753. doi :10.1016/j.visres.2005.09.035. ISSN  0042-6989. PMID  16376404. S2CID  16247757.
  22. ^ ab Stubbs, Alexander L.; Stubbs, Christopher W. (2016-07-19). 「色覚異常動物における色収差と瞳孔形状によるスペクトル識別」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 113 (29): 8206– 8211. Bibcode :2016PNAS..113.8206S. doi : 10.1073/pnas.1524578113 . ISSN  0027-8424. PMC 4961147. PMID 27382180  . 
  23. ^ Zylinski, S; Osorio, D; Shohet, AJ (2009-02-27). 「コウイカ（Sepia officinalis）のカモフラージュにおけるエッジの知覚と視覚的テクスチャ」. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 364 (1516): 439– 448. doi :10.1098/rstb.2008.0264. ISSN  0962-8436. PMC 2674086. PMID 18990667  . 
  24. ^ Portilla, Javier; Simoncelli, Eero P. (2000-10-01). 「複素ウェーブレット係数の結合統計に基づくパラメトリックテクスチャモデル」. International Journal of Computer Vision . 40 (1): 49– 70. doi :10.1023/A:1026553619983. ISSN  1573-1405. S2CID  2475577.
  25. ^ Chung, Wen-Sung; López-Galán, Alejandra; Kurniawan, Nyoman D.; Marshall, N. Justin (2023-01-20). 「昼行性イカSepia plangonの脳構造と神経ネットワークの特徴」. iScience . 26 (1) 105846. Bibcode :2023iSci...26j5846C. doi : 10.1016/j.isci.2022.105846 . ISSN  2589-0042. PMC 9823234. PMID 36624840  . 
  26. ^ Bowers, Jessica; Wilson, Jack; Nimi, Tahirah; Sittaramane, Vinoth (2021-07-01). 「セピア・バンドンシス（Sepia bandensis）の腕における末梢学習と記憶の潜在的証拠」. Journal of Comparative Physiology A. 207 ( 4): 575– 594. doi :10.1007/s00359-021-01499-x. ISSN  1432-1351. PMID  34121131. S2CID  235425505.
  27. ^ Allard, Corey A.; Valencia-Montoya, Wendy A.; Bellono, Nicholas W. (2023年10月23日). 「頭足動物の化学触覚」(PDF) . Current Biology . 33 (20): R1067 – R1105 . Bibcode :2023CBio...33R1081A. doi :10.1016/j.cub.2023.08.011. PMC 11055638. PMID 37875087  .  
  28. ^ Bowers, Jessica; Nimi, Tahirah; Wilson, Jack; Wagner, Shannon; Amarie, Dragoş; Sittaramane, Vinoth (2020-12-01). 「幼生ドワーフイカSepia bandensisにおける学習と記憶の証拠」. Learning & Behavior . 48 (4): 420– 431. doi : 10.3758/s13420-020-00427-4 . ISSN  1543-4508. PMID  32500485.
  29. ^ Jozet-Alves, Christelle; Bertin, Marion; Clayton, Nicola S. (2013-12-02). 「イカにおけるエピソード記憶の証拠」. Current Biology . 23 (23): R1033 – R1035 . Bibcode :2013CBio...23R1033J. doi : 10.1016/j.cub.2013.10.021 . ISSN  0960-9822. PMID  24309275.
  30. ^ Graindorge, Nicolas; Alves, Christelle; Darmaillacq, Anne-Sophie; Chichery, Raymond; Dickel, Ludovic; Bellanger, Cécile (2006). 「背側および腹側垂直葉の電解質損傷がセピア・オフィシナリスの空間学習および運動活動に及ぼす影響」.行動神経科学. 120 (5): 1151– 1158. doi :10.1037/0735-7044.120.5.1151. PMID  17014265.
  31. ^ サンダース, FK; ヤング, JZ (1940-11-01). 「セピアの高次神経中枢の学習およびその他の機能」 . Journal of Neurophysiology . 3 (6): 501– 526. doi :10.1152/jn.1940.3.6.501. ISSN  0022-3077.
  32. ^ Shomrat, T.; Turchetti-Maia, AL; Stern-Mentch, N.; Basil, JA; Hochner, B. (2015年6月26日). 「頭足動物の垂直葉：高度な学習・記憶システムの進化を理解するための魅力的な脳構造」. Journal of Comparative Physiology A. 201 ( 9): 947– 956. doi :10.1007/s00359-015-1023-6. ISSN  1432-1351. PMID  26113381. S2CID  18599828.
  33. ^ Bidel, Flavie; Meirovitch, Yaron; Schalek, Richard Lee; Lu, Xiaotang; Pavarino, Elisa Catherine; Yang, Fuming; Peleg, Adi; Wu, Yuelong; Shomrat, Tal; Berger, Daniel Raimund; Shaked, Adi; Lichtman, Jeff William; Hochner, Binyamin (2023-07-06). Cardona, Albert; Huguenard, John R (編). 「タコの垂直葉のコネクトミクスは、記憶獲得ネットワークの保存された原理と新たな原理への洞察を提供する」. eLife . 12 e84257. doi : 10.7554/eLife.84257 . ISSN  2050-084X. PMC 10325715. PMID 37410519  . 
  34. ^ Marr, David; Thach, W. Thomas (1991), Vaina, Lucia (ed.), "A Theory of Cerebellar Cortex", From the Retina to the Neocortex: Selected Papers of David Marr , Boston, MA: Birkhäuser, pp.  11– 50, doi :10.1007/978-1-4684-6775-8_3, ISBN 978-1-4684-6775-8
  35. ^ Cayco-Gajic, N. Alex; Silver, R. Angus (2019-02-20). 「パターン分離の基盤となる回路メカニズムの再評価」. Neuron . 101 (4): 584– 602. doi : 10.1016/j.neuron.2019.01.044 . ISSN  0896-6273. PMC 7028396. PMID 30790539  . 
  36. ^ Shomrat, Tal; Graindorge, Nicolas; Bellanger, Cécile; Fiorito, Graziano; Loewenstein, Yonatan; Hochner, Binyamin (2011-11-08). 「2つの相同な「ファンアウト・ファンイン」学習・記憶ネットワークにおけるシナプス可塑性の代替部位」Current Biology . 21 (21): 1773– 1782. Bibcode :2011CBio...21.1773S. doi : 10.1016/j.cub.2011.09.011 . ISSN  0960-9822. PMID  22018541.
  37. ^ Montague, Tessa. 「研究」. Tessa Montague, Ph.D. 2023年12月29日閲覧。
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