[14: 変態と神経系]

○全然ベクトルが違う質問で恐縮なんですが、カイコは完全変態昆虫ですね。幼虫から 成虫になるときに、神経系も大幅に組み換えられると思うんですが、その辺について教えていただけますか。

■運動系はもう完全に変わります。幼虫時の匍匐前進みたいな運動から、６脚歩行とか飛翔に変わりますからね。ガラッと入れ替わるわけね。脳内のキノコ体という記憶学習に関与する部分とかは残るみたいですね。触角なんかも、あれは完全に新しいニューロンから出てくるんです。イマジナル・ディスクという触角の原基があるんです。

○ああ、はい。

■オスの触角になるイマジナル・ディスクをメスのものを交換移植してやるんです。また、雌のを雄に移植するんです。そうすると、フェロモンというのは通常オスの触角しか感じないし、受容細胞もオスしか持ってないんだけども、メスのにオスのを移植してやると、メスにもフェロモンを感知することのできる受容細胞ができるんです。そうするとフェロモン刺激によって、彼女は産卵行動をするんですよ。それと同時に、彼女たちは、フェロモンに対して、ジグザグに飛翔するわけ。ジグザグに飛翔して産卵行動するんです。

○ふーん。

■要はね、何を言いたいかというと、受容してから最終的にジグザグ行動をするわけね。レセプターが何であろうと、オスの触角を持った限りは、たとえメスであってもフェロモンの刺激でジグザグするし、逆にオスでも、メスの触角を持っていると、寄主植物の匂いを嗅がせてやると、そこへジグザグに飛んでいくんです。

○ほほう。

■だから、入力のレベルから一次中枢レベルでは、オスとメスとでは確かに形態的な差、二形性はあるんだけども、それ以後、前運動系のレベルまでいっちゃうと、同一の運動形成機構を持ってるわけです。

○うーん、面白いですねぇ。

■幼虫から蛹になると運動系、それと触角なんかはけっこう入れ替わるみたいだけど、内部のほうではあまり入れ替わってないんじゃないか な。

○内部というのは…？

■高次中枢です。そういうところはあまり変化してないと思うよ、多分ね。あまり実験されてないからよく分からないけど。 ミツバチでは、キノコ体を構成するケニヨン細胞というのがありますが、その幼虫から蛹期での新生の研究は研究されてますね。
　ミツバチはご存じのように女王蜂、ワーカー、雄蜂というカーストがありますが、それぞれで、ケニヨン細胞の新生のパターンが違うみたいで、運動機能に反映される可能性が示唆されています。

○ふむふむ。このジグザグ行動の回路などは、蛹のときに組まれるんですか？

■分からない、それは。そういう実験を僕らはまだしていないから。ただひょっとしたら、そういう可能性はあるかもしれないよ。

○まあ、幼虫がジグザグに動くというのも、あまり考えにくい話ではありますね。そういう回路を最初から組んであるというのも。

■移動スピードがあまりに遅すぎるから、幼虫にとって適応的な戦略とはあまり思えないですね。ただ、幼虫も匂い源探索行動をもちろんします。わたしの研究室の轟洋一郎君が修士論文にまとめたものですが、餌の匂いで幼虫を刺激すると、頭を、ジグザグに振りながら定位するんです。どうも匂いを見失うとこの行動を示すようです。そういった現象は確認できるんですが、その神経機構は不明です。ひょっとしたら、この行動がフリップ・フロップ的な信号によって指令されているかもしれませんね。