[論文レビュー] How does group interaction and its severance affect life expectancy?

Lei Wang, Yijuan Xu+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 9, 2013

Insect and Arachnid Ecology and Behavior参考文献 8被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、サナギ、ミツバチ、ヒトを対象として、集団内での相互作用と社会的孤立が寿命に与える影響を調査する。制御された孤立実験を用いた結果、10頭の集団に所属する個体は孤立個体よりも顕著に長生きすることが判明し、分離直後に死亡率が急激に上昇する「ショック遷移」が観察された。これは、多様な種において社会的絆が生存に不可欠であることを示唆している。

ABSTRACT

The phenomenon of apoptosis observed in cell cultures consists in the fact that unless cells permanently receive a "Stay alive" signal from their neighbors, they are bound to die. A natural question is whether manifestations of this apoptosis paradigm can also be observed in other organizations of living organisms. In this paper we report results from a two-year long campaign of experiments on three species of ants and one species of (tephritid) fruit flies. In these experiments individuals were separated from their colony and kept in isolation either alone or in groups of 10 individuals. The overall conclusion is that "singles" have a shorter life expectancy than individuals in the groups of 10. This observation holds for ants as well as for fruit flies. The paper also provides compelling evidence of a similar effect in married versus unmarried (i.e. single, widowed or divorced) people. A natural question concerns the dynamic of the transition between the two regimes. Observation suggests an abrupt (rather than smooth) transition and this conclusion seems to hold for ants, fruit flies and humans as well. We call it a shock transition. In addition, for red fire ants Solenopsis invicta, it was observed that individuals in groups of 10 that also comprise one queen, die much faster than those in similar groups without queens. The paper also examines the corresponding survivorship curves from the perspective of the standard classification into 3 types. The survivorship curves of ants (whether single or in groups of 10) are found to be of type II whereas those of the fruit fly Bactrocera dorsalis are rather of type III. In this connection it is recalled that the survivorship curve of the fruit fly Drosophila melanogaster is of type I, i.e. of same type as for humans.

研究の動機と目的

• 社会的・非社会的生物において、集団内での相互作用が生存に与える影響を調査すること。
• 集団からの分離が、急激な死亡率の上昇（「ショック遷移」として定義）を引き起こすかどうかを特定すること。
• 種間を比較し、生存曲線のパターンを標準的な生存曲線タイプ（I、II、III）と照合すること。
• 社会的構造（例：メスの存在）が、集団生活を行う生物の寿命に与える影響を評価すること。
• 研究結果をヒトの集団に拡張し、婚姻状態が長寿に与える影響を検討すること。

提案手法

• サナギ（Solenopsis invicta、Formica sp.）およびミツバチ（Bactrocera dorsalis）を、10頭の集団または単独個体として2年間の縦断的実験を実施。
• 複数の種において、孤立個体と集団個体の生存曲線を測定・比較した。
• 生存曲線を、標準的な分類（I型：ヒトに類似、II型：一定の死亡率、III型：高い初期死亡率）に従って分析した。
• 分離後の死亡率の変化を比較することで、種間を横断的に分析し、社会的相互作用の相対的強さを推定した。
• 婚姻状態が寿命に与える影響を評価するため、既婚者と未婚者のヒト集団のデータを収集・分析した。
• 分離後の死亡率のピークのタイミングとダイナミクスを評価し、徐々に低下するのではなく、急激な「ショック遷移」であることを特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 社会的昆虫および非社会的昆虫において、集団生活は孤立状態と比較して寿命を延ばすか？
• RQ2 集団から孤立状態に移行する際、死亡率の上昇は急激な変化（ショック遷移）であるか、それとも徐々に進行するか？
• RQ3 孤立したサナギおよびミツバチの生存曲線は、標準的なタイプI、II、IIIと比較してどのように異なるか？
• RQ4 赤火蟻（Solenopsis invicta）の集団にメスが存在する場合、集団生活を行う個体の生存ダイナミクスはどのように変化するか？
• RQ5 ヒトにおいても、婚姻状態と寿命の間に測定可能な相関関係があるか。これは昆虫における集団効果に類似しているか？

主な発見

• サナギおよびミツバチを含む全テスト種において、集団から分離された個体（単独個体）は、10頭の集団に所属する個体と比較して顕著に寿命が短かった。
• 集団および単独個体のサナギの生存曲線は、II型に分類され、時間経過に伴い一定の死亡率を示した。
• 孤立したBactrocera dorsalisミツバチの生存曲線はIII型に分類され、初期に高い死亡率が観察された後、死亡率が低下した。
• 赤火蟻（Solenopsis invicta）の10頭の集団にメスが存在する場合、メスの不在群と比較して死亡率が顕著に速くなった。
• 分離後4〜5日以内に、急激で顕著な死亡率の上昇（「ショック遷移」として命名）が観察された。これは、突然の生理的または行動的反応を示唆している。
• 50歳以上の中年男性および30歳未満の若年男性において、既婚男性は未婚男性と比較して寿命が長く、ヒトにおいても社会的絆が生存に保護的効果をもたらすことが示された。