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働かないアリは長生きというニュースの正しい解釈

2日前(2013/09/18)に読んだ「働かないアリは長生き 琉大・辻教授ら研究チーム発見」という琉球新報のニュースというか記事なんですけどね、どこか釈然としない記事だと思いました。

琉球大学農学部の辻和希(本名・辻瑞樹)教授と日本学術振興会の土畑重人特別研究員の研究チームはこのほど、働きアリよりも、働きアリの労働にただ乗りする、働かないアリの生存率の方が高いことを突き止めた。個々が社会の目標より自分の目標を優先してしまうことで社会をつくることができなくなるという、人間社会でもみられる「公共財ジレンマ」の実例を、人間と微生物以外で初めて発見した。

【中略】

「公共財ジレンマ」とは、協力して社会をつくれば最終的な利益が大きいにもかかわらず、他者よりも大きな利益を得るために、他者の働きにただ乗りするという事態が起こり、社会をつくることができないことを指す。

研究チームがアミメアリを使い実験したところ、労働せずに産卵ばかり行うアリが交じっていることを発見し、それらは働きアリとは遺伝的に異なる系統に属することを確認した。働かないアリは、働きアリによる助け合いの利益にただ乗りしている。

研究によると、働きアリは働かないアリの分まで巣の外に出て労働するため「過労死」し、生存率が下がる。働かないアリは働きアリよりも多く子どもを産むが、その子どもは親と同様に働かない。だが、働かないアリのみの社会では、子孫を残すことはできないという。

働かないアリは長生き 琉大・辻教授ら研究チーム発見 - 琉球新報 - 沖縄の新聞、地域のニュース

この研究成果を報告した辻和希氏と土畑重人氏の論文の意義 (significance) と抜粋 (abstract) はWEBに公開されていて誰でも読めます。
Public goods dilemma in asexual ant societies @ Proceedings of the National Academy of Sciences

生物学には全く縁のない私ですが、無謀にもWEBに公開されている部分をすべて日本語翻訳してみました。

本論文の意義

我々は協調主義者 (cooperator) と怠け者 (cheater) が生み出す「公共財のジレンマ」 (public goods dilemma) が無性生殖アリ社会に存在する証拠を実験によって見つけ出した。この研究はその報告である。無性生殖アリ社会においては個々の成員にとっては怠けることが常に利益を多く生み出す。しかし個々の成員にとって有利な適応を犠牲にして皆が協調すればグループにとってはより多くの利益が得られる。このジレンマは社会進化の原理を説明するものである。しかし、協調主義者と怠け者に対する基本的な遺伝学と適応評価にもとづく実験でこのジレンマが微生物の社会に存在する証拠は得られているものの、微生物以外の社会では実験証拠が得られていない。適応の因果関係と、協調主義者の遺伝的表現型の怠け者のそれに対する可塑性には微生物社会と昆虫社会の進化論的収斂が認められる。我々の結論によれば、広範囲に認められるさまざまな協調システムはわずか1個の法則によって理解されうる。

抜粋

生物学的、社会学的、経済学的なグループに認められる協調は個々の成員の利益を犠牲にしてグループの成員によって作られた公共財によって支えられている。対価を支払わない怠け者によって公共財がつまみ食いされると協調は理論上崩壊する。これをゲーム理論で「公共財のジレンマ」と呼ぶ。協調のシステムが至るところに存在するという事実はこのような意味で非常に大きな進化論的パズルである。協調は広く遍在するにもかかわらず公共財のジレンマの遺伝学的な裏づけとその適応効果の存在はウィルス間及び細胞間にしか認められておらず、複雑な高等生物における妥当性は未検証である。今回我々は社会性アリである「アミメアリ(網目蟻)」 (Pristomyrmex punctatus) に公共財のジレンマが存在する証拠を実験によって見つけ出した。アミメアリはすべての働きアリが無性生殖をおこない共同作業をおこなうが、遺伝的に怠け者であるアリがまぎれこむことがある。怠け者アリは協調主義者のアリよりも多くの子孫を残すが共同作業をやらない。研究所での実験では、生存においても生殖においても怠け者アリは協調主義者アリとの競争に勝った。ただし怠け者アリだけで構成されるコロニーは子孫を残すことに失敗した。アミメアリにおける公共財のジレンマの働きには適応の因果関係だけでなく行動の仕組みの面でも微生物との注目に値する収斂が認められる。実験室とフィールドでおこなわれた今回の研究は多様な協調システムに対する怠け者の進化論的影響という考えを強固にするものである。

Public goods dilemma in asexual ant societies @ Proceedings of the National Academy of Sciences】

"public goods dilemma" を「公共財のジレンマ」と訳してみましたが正しいかどうかわかりません。社会的ジレンマ (social dilemma) や囚人のジレンマ (prisoner's dilemma) と同じような意味だと思います、たぶん。

非常に大事なことなので実験材料となったアミメアリという蟻について説明しときます。非常に変わった蟻です。何が変わっているかというと、女王蟻がいないのです。そのかわりすべての働き蟻が単為生殖します。単為生殖は広義の無性生殖です。卵(らん)が受精しなくても個体発生してしまうのです。雄の個体はほとんどいないそうです。植物だとこういうのは多いですが動物では珍しいと思います。

また琉球新報の記事だと、産卵ばかりやって働かないアリは遺伝的に決まっていることが新たに発見されたというふうに読み取れますがこれは事実誤認です。遺伝で決まっているという報告は土畑重人氏の2009年の論文で既になされています。
Cheater genotypes in the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus @ National Center for Biotechnology Information

協調主義のアリと怠け者のアリは大きさが違います。後者のほうが大きいです。これが遺伝によるものか後天的な獲得形質(働かないで食べてばっかりいるからデブになる)なのかはわかりません。

アミメアリの写真

で、私のまとめは以下のとおりです。琉球新報の記事のタイトル及びその内容とは微妙に違うことがおわかりいただけるかと思います。

  • ゲーム理論で言う「公共財のジレンマ」がウィルスや細胞にあることはこれまで実験によって証拠が得られていたが多細胞生物では未確認だった。今回の実験で蟻という多細胞生物の社会でもその証拠が得られた。
  • アミメアリには遺伝的に協調主義者であるアリが存在する。無性生殖をおこない共同作業をおこなう。
  • アミメアリには遺伝的に怠け者であるアリが存在する。無性生殖をおこなうが共同作業をおこなわない。
  • アミメアリのコロニーは協調主義者のアリで構成されるのが普通だが、協調主義者アリと怠け者アリで構成されるコロニーもある。
  • 今回の実験でわかったのは以下の2点である。
    • 生存においても生殖においても怠け者アリは協調主義者アリとの競争に勝った。
    • 実験的に怠け者アリだけで構成されたコロニーは崩壊した。

…はい、これだけです。たったこれだけですが、辻和希氏と土畑重人氏はこれを机上の空論ではなく実験でこのような事実を突き止めたのです。

これを進化論的あるいは社会生物学的にどう解釈すべきでしょうか。

遺伝的に怠け者のアリは遺伝的に協調主義者であるアリよりも多くの子孫を残すのだからダーウィン的生存競争に敗れる協調主義者はいずれ絶滅するはずです。ところが、実験で明らかになったように、怠け者アリだけのコロニーは崩壊します。そのようにして絶滅した個体群もアミメアリの長い進化の途中ではあったと思います。だとすると協調主義者と怠け者が何らかの事情で適度な割合であり続けた個体群だけが今日まで生き残ってアミメアリという種を形成しているということかもしれません。つまり協調主義者だけでコロニーが構成されているであろう他の種とは異なりアミメアリの世界では協調主義者と怠け者は排他的関係ではなく共存してきたわけですね。「じゃあ、何らかの事情って何? 適度な割合って何?」と言われても困りますけどね、なんか循環論みたいになってしまうので。

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