蒼蠅群體中的個性多樣性改善權衡：個體間的活動性差異提升探索與警戒的兼容性

由千葉大學大學院融合理工學府博士後期課程二年級的奧山登啓、同大學國際高等研究基幹的特任助教佐藤大氣，以及同大學大學院理學研究院的高橋佑磨教授所組成的研究團隊，針對約80種黑腹果蠅品系（註1）的成蟲，研究了群體形成以及多樣個性聚集對探索與警戒權衡（註2）的影響。結果顯示，在相同個性個體聚集的群體中，出現了「積極探索會導致警戒鬆懈」的權衡現象。另一方面，在個體間個性具有多樣性的群體中，則顯示出能部分克服此權衡關係，並提升探索與警戒的兼容性。

這項研究成果已於2026年6月8日（JST）在國際學術期刊 iScience 上發表。

（論文連結：10.1016/j.isci.2026.116171）

■ 研究背景

顧此失彼。動物在生存中面臨著一種權衡：為了尋找食物而移動得越多，對天敵的警戒就越鬆懈；反之，若只顧警戒天敵，則會疏忽食物的探索。雖然已有獨立研究報告指出，群居可以有效地進行探索或躲避捕食者，但群體行為對這種權衡的影響仍不清楚（圖1）。

■ 研究成果

在本研究中，研究團隊準備了約80種在形態和行為等個性上各異的黑腹果蠅品系，並在以下人為操控群體組成的條件下，分別測量了探索行為和警戒行為：

- 單一個體：每個品系一隻個體的單獨條件
- 同質群體：由同一品系六隻個體組成的個性單一群體條件
- 多樣群體：由兩個品系各三隻個體組成的個性多樣性條件

① 分析結果顯示，在單一個體中，探索和警戒的程度都較低，未出現權衡關係；但在同質群體中，表現有所提升，探索-警戒權衡變得明顯。也就是說，在積極探索的群體中，觀察到了警戒鬆懈的模式。

② 在多樣群體中，探索與警戒的兼容性提高，顯示出改善同質群體中出現的權衡關係的趨勢（圖2）。

③ 為了探究伴隨多樣性而來的權衡改善機制，研究團隊使用了大量性狀數據進行了名為 PheHAS（註3）的分析，結果發現個體間的活動性多樣性有助於探索與警戒的兼容。

這些成果顯示了普遍約束動物行為的權衡，有可能透過多樣性得到改善或緩解，成為了一個寶貴的研究案例。

■ 未來展望（研究人員評論）

這項研究顯示了包含多樣個性的群體有可能克服進退兩難的狀況，預期將有助於理解「多樣性與創新」之間的關係。未來，我們將關注探索與警戒以外的行為，透過研究生物多樣性如何克服日常生活中的兩難困境，來闡明群體中多樣性的功能及其應用方法。

■ 用語解說

註1）品系：指在野外採集到的單一個體（雌性）的後代之間反覆交配而維持下來的繁殖群體。由於每個品系源自單一雌性個體，因此被認為維持了該雌性的遺傳特徵和表現型。同一品系的個體之間的遺傳變異極小，可視為克隆個體。

註2）權衡（Trade-off）：指增加某一個要素的同時，會導致另一個要素喪失的關係。在生態學中，主要分為分配權衡和獲取權衡兩大類。前者是在分配有限資源時產生的兩難困境，例如壽命與繁殖。而本研究所探討的探索-警戒權衡屬於後者，指的是為了最大化資源而採取的行為，卻在其他情境下產生不利影響的關係。

註3）PheHAS：Phenome-wide Higher-level Association Study 的縮寫，是一種全面調查群體層級現象（例如權衡的改善）與構成該群體的個體間變異（例如性狀距離）之間關係的分析方法。在本研究中，透過此分析，針對約190種果蠅的運動特性、形態資訊等性狀數據，調查了有助於改善探索-警戒權衡的個體間變異。

■ 論文資訊

標題：Genetic heterogeneity alleviates behavioral trade-off between exploration and vigilance in Drosophila

作者：Takahira Okuyama, Daiki X. Sato and Yuma Takahashi

期刊名稱：iScience

DOI：10.1016/j.isci.2026.116171

■ 參考文獻1)

標題：Big houses, big cars, superfleas and the costs of reproduction

期刊名稱：Trends in Ecology & Evolution

DOI：10.1016/S0169-5347(00)01941-8

■ 參考文獻2)

標題：Genetic heterogeneity induces non-additive behavioural changes in Drosophila

期刊名稱：Journal of Experimental Biology

DOI：10.1242/jeb.249449

■ 關於研究計畫

本研究獲得以下補助金的支持：

- 科學研究費補助事業「叛逆行為對群體造成的社會與生態影響及其遺傳基礎」(JP23H03840)
- 科學研究費補助事業「個體異質性帶來的群體行為多功能性：群體行為的高階遺傳基礎與控制」(JP22H05646)