アリ(Temnothorax rugatulus)が示す空間パターンは、各個体に区別できるマークを塗った後に決定することができる。 ミツバチ(Apis mellifera)、アリ(Odontomachus brunneus; Temnothorax albipennis; Pheidole dentata)、紙バチ(Polistes dominulus, Ropalidia revolutionalis)などで、こうしたミニチュア領域(空間忠誠帯)が記載されている。 これらのゾーンに滞在している間、ワーカーは滞在しているエリアに適した作業を行う。 例えば、アリの巣の中心部にいる個体は幼虫に餌をやることが多く、巣の周辺部にいる個体は採餌をすることが多い。 E. O. Wilsonは、巣の中の小さな非ランダムな領域に留まることによって、個体が作業のために移動する距離を最小にし、コロニー全体の効率を高めることができると提唱した。 Foraging-for-work “仮説によれば、成虫は自分が出現した巣の領域で仕事を始め、特定の仕事をする要求が変化すると次第に巣の周辺に移動していく。 この仮説は、以下の2つの観察に基づいている。 この仮説は、「(1)社会性昆虫のコロニーでは、作業の配置に空間的な構造があること、(2)働き蜂はまず巣の中心かその周辺で成虫になること」の2点に基づいている。 個体は、その場所で仕事をする必要がある限り、長期間その場所に留まることができる。 時間が経つと、仕事が完了し、他の場所を探すようになり、その場所が移動する。 例えば、ミツバチは成虫になると、自分が出現した場所の近くにある子蜂の世話を始める(すなわち、育児蜂である)。 やがて働き蜂は産卵場所から離れ、餌の貯蔵、警備、採餌など、他の作業を行うようになる。

優位階層 編集

優位のアシナガバチ(Polistes flavus)は巣の中央に残り、劣位のアシナガバチはしばしば端や巣から離れる。

巣内の空間も優性相互作用により分けられることがある。 例えば、アシナガバチのコロニーでは、冬眠から目覚めた(越冬した)後、授精した女王1匹がコロニーを創設(開始)することがある。 しかし、多くの種では、複数の授精した雌が自分の巣を作るのではなく、これらの発見者に加わることが一般的である。 複数の受精卵を持つ雌が一緒にコロニーを作った場合、コロニーは急速に成長するが、主な産卵者となるのは1個体のみである。 一連の支配的な相互作用を経て、最も攻撃的なスズメバチが支配的な個体として出現し、集団の主な産卵者(自分の遺伝子を次の世代に確実に伝えるための主要な役割)となり、残りの従属的なスズメバチは巣作りや採餌など他の仕事を行うようになるのです。 このような優劣の相互作用は、個体が占める空間的なゾーンにも影響を与えるという証拠がある。 オオスズメバチ(Ropalidia revolutionalis)やアリの一種Odontomachus brunneusでは、優性個体は巣の中央部に多く存在し、そこで産卵の世話をし、劣性個体は端に追いやられ、そこで採餌をする傾向が見られる。 空間の分割と支配の確立のどちらが先に起こるのか、また、もう一方はその結果なのかは不明である。

巣の外での空間構成編集

Bumble bee, Bombus impatiens individual marked with plastic number tags

また、発展するコロニーのために貴重な資源を採取しに巣から出る虫、フォレージャーは巣外の空間を分割できる証拠もある。 牧野 & 酒井は、マルハナバチの採餌者がフラワーパッチに採餌ゾーンを維持することを示した。これは、ハチがパッチ内の同じ場所に常に戻り、個体間の重複がほとんどないことを意味している。 このゾーンは、近隣の採餌蜂が除去されたり、導入されたりすると、それぞれ拡大したり縮小したりする。 採餌パッチをミニチュアの「採餌テリトリー」に分割することで、個体は採餌の中断や採餌者間の競争を最小限に抑えながら、訪れる花の数を最大にすることができる。 同じコロニーの個体間で分割されたこれらの「採餌テリトリー」は、採餌蜂の自己組織化の結果である。 つまり、ハチが採餌する場所を指示するリーダー的な採餌者はいない。その代わり、これらの採餌ゾーンの維持は、個々の採餌者が従う簡単なルールによるものである。

Spatial organization as an emergent property of a self-organized systemEdit

The self-organization observed in foraging territories is a microcosm for the self-organization seen in the entire colony.この「ルール」を決定する研究は、コンピュータ科学、基礎生物学、行動生態学、数学的モデリングにおいて重要な研究分野である。 社会性昆虫のコロニー全体で観察される空間組織は、自己組織化された複雑系の創発的な性質と考えることができる。 なぜなら、各個体がどこに住み、そこに着いたらどの作業をするかを決めるリーダーが存在しないからである。 むしろ、分業の副産物として、個体は自分が行う作業に基づいて特定の場所に一定期間とどまるか、優位な個体が巣の中で最も望ましい場所にアクセスすることを許されるという優劣の相互作用があるのかもしれない。 社会性昆虫のコロニーでは、巣穴の中にいる個体や採餌場を飛び回っている個体を観察して区別することは難しいため、個体が示す空間的なパターンは明らかではない。 しかし、働き蜂の個体に注意を払うと、巣の中での働き蜂の空間的な構成が明らかになる

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