2022/08/29

チョウの擬態とAI

日時:2022年9月16日(金)13:00-14:30
場所:高知大学 物部キャンパス3-1-11教室
演者:網野 海(東京大学大学院 博士課程)
チョウの擬態とAI ~種間類似度の定量化における深層学習の重要性~

昨今は「第3次人工知能ブーム」といわれ、AIによる技術革新が目覚ましい。その中核を担う技術の一つが画像分類を得意とする深層学習であるが、その生態学分野への応用はまだ始まったばかりである。 
 演者は、標識的擬態(ベイツ型/ミュラー型擬態)に着目し、「この種とあの種がどのぐらい似ているのか」を画像分類AIによる特徴抽出を利用することで、定量的に評価する手法を開発している。また、AIによる画像分類の判断根拠は“ブラックボックス”であるといわれ、ときに我々が着目してこなかった特徴量を利用することがある。実際、深層ニューラルネットワークを利用して、博物館で撮影したチョウ標本画像のデータセットを元に翅模様の種間差を説明する特徴量を探索したところ、目玉模様や縞模様といったもの以外に解釈の難しい特徴量が見つかった。これらの特徴量を用いることで人間の主観的な判断に偏らない類似度解析が可能かもしれない。 
 本セミナーでは現在までに得られている解析結果に加え、生物の画像解析におけるAIの活用事例、捕食者の視覚を模倣する試みについてお話する。

 

2022/08/18

クサギカメムシ

日時:2022年9月12日(月)15:00-16:00
場所:高知大学 物部キャンパス1-1-13教室
演者:Matthew T. Kamiyama(京都大学大学院 博士課程)

Assessment of the biological control complex and seasonal phenology of Halyomorpha halys in Japan (日本におけるクサギカメムシの生物的防除およびその季節消長に関する研究)

With increasing global trade and international commerce, the world today is faced with advancing economic and environmental issues brought upon by invasive pest species. The invasive insect, Halyomorpha halys (Hemiptera: Pentatomidae), is a notorious pest native to the East Asia region (Japan, China, Korea, Taiwan, etc.), and has become an economic threat to agricultural systems globally. This pest is particularly difficult to manage as it is highly polyphagous, with hundreds of different host crops and also can survive a wide spectrum of climates. More information about the biology and behavior of H. halys in its native range is necessary for refining current management practices. This seminar will cover topics including the native sources of biological control against H. halys, and the seasonal population dynamics of H. halys in Japan.

2021/10/13

テナガショウジョウバエ

日時:2021年10月20日(水)13:30-15:00
場所:高知大学 物部キャンパス 暖地フィールドサイエンス教育研究センター 講義室
講師:網野 海(東京大学大学院農学生命科学研究科 博士課程)
演題:テナガショウジョウバエにおける闘争コスト最小化の仕組み

 動物はしばしば闘争を繰り広げ、勝者は配偶者や資源を手に入れる。ここで重要なのは勝った個体も負けた個体も、闘争に参加した時点で怪我のリスクや体力、時間など「コスト」を支払っているということである。
    演者は、激しい性的二型を有するテナガショウジョウバエのオス間闘争に着目し、特に闘争コストを最小化するための意思決定の仕組みについて多角的に解析を行ってきた。例えば、本種ではライバルの前脚長(武器サイズ)に応じて闘争をエスカレートさせるか否かが変化しており、闘争中にコスト最小化が行われている可能性が示唆された。また、過去の闘争経験を元に次の闘争行動が変わる現象である「勝者効果/敗者効果」は闘争後のコスト最小化と見なせるが、本種では他の多くの動物と異なり勝者のモチベーションが下がっており(通常は上がる)、その傾向は過去の闘争時間が長い場合に顕著であった。このことは、闘争が激しい(= 一度闘っただけで次に負ける確率が高いかもしれない)本種特有の仕組みが採用されている可能性を示唆する。
    本発表では、これらに加えて縄張り行動の定量化や代替戦略に関する研究を紹介すると共に、その過程で必要となった手法(オスの固定・体サイズ操作・深層学習による自動解析)の開発過程・応用可能性についてもお話しする。

2020/07/27

ウグイの婚姻色

日時:2020年8月5日(水)15:00~16:30
講師:渥美 圭佑 博士(テキサスA&M大学/日本学術振興会海外特別研究員)
演題:Web検索とお見合いでせまる、淡水魚ウグイの婚姻色と種間交雑

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
事前にこちらの登録フォームからお申し込みください。

種間交雑を避けるうえで重要な「同種への配偶者選択」では、メス形質に基づいたオスの好みや、その個体差があまり調べられていない。私は博士課程前半で、淡水魚ウグイ属の繁殖隔離機構を調べた。これら3種は同時期・同場所で繁殖するにもかかわらず、交雑はまれである。ウグイ類は、雌雄ともに繁殖期のみ種ごとに違った婚姻色を出す。そこで私は、婚姻色をもとに個体が繁殖相手の種を識別し、交雑を回避していると考えた。
交雑回避が婚姻色の重要な役割であるならば、別種との混生域では婚姻色が種の典型的なパターンに収束する一方、交雑リスクのない単独分布域では、典型的パターンを持つ必要がなくなって婚姻色が多様化するかもしれない。釣り人らがウェブ上に投稿した写真を解析すると、実際に婚姻色パターンは混生域より単独分布域で多様だった。
さらに、水槽越しに同種・異種のメスを見せたところ、ウグイのオスは同種メスを好んだ。メスの婚姻色がオスの同種への選り好みをもたらしたと考えられる。これまでメスの派手な形質は、性淘汰や社会淘汰といった種内相互作用での意義が強調されてきた。それに対し本研究は、メス婚姻色が交雑回避に役立つことを示した。
最後に、同種への好みの強さが繁殖以外の行動と関連するか調べた。エゾウグイ単独分布域のオスでは、隠れている時間が大胆なオスほど別種メスを好んだ。大胆な個体ほど見慣れない異性を好んでしまうかもしれない。
性的単型(オスメスともに派手など)の進化的意義から、個性研究や市民科学の発展性、ウグイでやれそうな研究まで、様々な議論をしたい。


問い合わせ:鈴木紀之(高知大学)

2020/05/20

盗タンパク質による生物発光

日時:2020年6月16日(火)15:00~16:30
講師:別所-上原 学(名古屋大学 高等研究院YLC特任助教)
演題:盗タンパク質による生物発光 〜ウミホタルを食べて光るキンメモドキ〜

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
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生物発光は収斂進化を研究するための格好の題材である。なぜなら、細菌から昆虫、魚類と様々な系統で独立に進化してきているからであり、また、発光反応の鍵となる酵素タンパク質のルシフェラーゼ遺伝子の進化過程を調べることでその発光形質の起源に迫ることができるからである。
魚類だけでも11目42科で発光魚が報告されており、少なくとも27回も発光は独立に進化したと考えられている。ある種は発光バクテリアと共生することで発光能力を進化させたが、他の多くの発光種がどのように発光形質を進化させたかについては不明であった。なぜなら、魚類のルシフェラーゼが解明された例がなかったからである。これらの発光魚はルシフェラーゼをどのように進化させたのだろうか。光らないタンパク質がどのような分子進化をへて光るようになるのか、それを明らかにすべく私は研究を開始した。ところが、キンメモドキから発見された「盗タンパク質」は全く別の進化のプロセスを提示した。なんと、キンメモドキは甲殻類のトガリウミホタルを食べることで、発光能力を「盗んで」いたのである。
 本セミナーでは、キンメモドキの研究から盗タンパク質が見つかった経緯や、生物発光が生態系の中に占める割合やその重要性などを紹介したい。


お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室

2020/05/18

生物初・オスとメスが互いを食べ合うクチキゴキブリ

日時:2020年5月26日(火)15:00~16:30
講師:大崎 遥花(九州大学大学院 システム生命科学府/日本学術振興会特別研究員DC1)
演題:生物初・オスとメスが互いを食べ合うクチキゴキブリ

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
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配偶ペアのオスとメスが互いの体の一部を食い合うゴキブリをご存知だろうか。
日本産クチキゴキブリ属の一部の種において、配偶個体同士が交尾の際に互いの翅を食い合う行動が知られている。クチキゴキブリは食材性で、両親が子の保護を行う亜社会性ゴキブリである。翅の食い合いは、交尾の前後で一方の性がもう一方の性に食われる「性的共食い」と、配偶時に相手にギフトを渡す「婚姻贈呈」の2通りの解釈ができる。しかしどちらであったとしても両性がお互いに食べるという例はこれまで報告がない。よってこの2つの現象でこれまで考察されてきた「一方の性が食う意義」では「両性が食い合う意義」を説明できない。さらにクチキゴキブリの翅は痕跡器官のような食われるためにある翅ではなく、飛翔可能な機能する翅である。したがって食われた個体はその後生涯を通じて飛ぶことができなくなってしまう。翅の食い合いはこれらの観点から、奇怪極まりない行動と言えよう。
本講演では、リュウキュウクチキゴキブリの成虫ペアの翅の食い合いを飼育条件下で撮影した映像を交えながら、翅の食い合いの意義を解明しようと奮闘してきた自身の研究について紹介する。とはいえ、先行研究はほぼ皆無であり、発表者のビデオ撮影まで過程の詳細を記録した研究もなかったような題材であるため、紹介というよりはむしろ翅の食い合いの意義について聴衆の皆様と議論したいと考えている。
発表後は、発表者が実際にゴキブリを飼育している様子もお見せできる予定です。ご興味のある方はそのまま楽しんでいただきたいと思います。


お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室

2020/05/03

巨大外来ナメクジ vs. 市井の超人たち

日時:2020年5月11日(月)13:10~14:40
講師:森井 悠太 博士(京都大学白眉プロジェクト/京都大学理学研究科生物科学専攻)
演題:巨大外来ナメクジ vs. 市井の超人たち

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
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アマチュア科学者によって行われる科学活動は市民科学と呼ばれ、近年その可能性が注目されつつある。市民科学は広範囲や長期間に渡る観察やモニタリングに大きな力を発揮することが知られており、特に生態学や天文学の分野において様々なプロジェクトが世界中で展開されている。外来種問題は中でも、市民科学の本領が最も発揮されるトピックのひとつと言える。私が現在携わっているマダラコウラナメクジの市民科学のプロジェクトも、市民の観察から始まった。私自身が最初に北海道札幌市の円山で、体長15 cmにもなる北欧原産の豹柄の外来ナメクジ、マダラコウラナメクジを発見したのが2014年7月であったのに対し、円山近隣の住民はその二年も前から新たな外来ナメクジの侵入に気づいていた。その旨を個人のブログに載せていた市民の方々とコンタクトを取り、後に「外来ナメクジに挑む市民と学者の会」と名付けた市民参加型プロジェクトのチームを結成したのが本研究の発端である。それ以降、現在に至るまでに本会が上げた成果は、学術論文や解説文4本、国内外における学会発表4件、一般向けの観察会や講演会8件、その他市民が主体となったナメクジの駆除活動、数々のメディアへの露出など、多岐に渡る。そのどれもが、市民による地道な観察や活動が基となっており、市民の潜在能力の高さを如実に示すものと考えている。本発表では、市民の力がプロの研究者を心の底から驚かせ、基礎科学を推し進める原動力となり得ることを私の体験した実例から示したい。

お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室