水中でバランスを保つ秘密~成魚が体をわずかに曲げて姿勢を保つメカニズムを発見~

ad

2025-09-18 基礎生物学研究所,生命創成探究センター,総合研究大学院大学

基礎生物学研究所・生命創成探究センター・総合研究大学院大学の研究チームは、成魚ゼブラフィッシュが水中で安定した姿勢を維持する仕組みを解明した。観察の結果、魚は体が傾いた際にごくわずかに体を曲げ、体内の浮き袋(鰾)の位置を微調整することで復元トルクを発生させ、転倒を防いでいることが分かった。この巧妙な制御により、外乱があっても自然に浮遊姿勢を保てる。研究成果は魚類の行動理解を深めるだけでなく、水中ロボットなど人工システムの姿勢制御技術への応用が期待される。本成果はCurrent Biology誌に掲載された。

水中でバランスを保つ秘密~成魚が体をわずかに曲げて姿勢を保つメカニズムを発見~
図1.研究の概要
ゼブラフィッシュ成魚は、左右(ロール)方向に体が傾くと上側になる体側へ体を曲げる。この際、浮き袋(空気で満たされ密度が極めて低い)の体全体に対する相対位置が移動し、重力と浮力の作用軸がずれることで姿勢復元トルクが発生して姿勢回復する。

<関連情報>

成体ゼブラフィッシュにおける体幹屈曲による静的ロール姿勢制御の生物力学 Biomechanics of static roll posture control by body flexion in adult zebrafish

Ryota Nagaoka ∙ Taisei Katayama ∙ Shin-ichi Higashijima ∙ Masashi Tanimoto
iScience  Published:August 21, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113416

Highlights

  • Adult zebrafish flexed their body to the ear-up side when roll-tilted
  • Biomechanical model linked body flexion to restoring torque generation
  • Deflating the swim bladder impaired postural recovery, consistent with the model
  • Restoring torque generation was proved in body-flexed, fixed fish specimens

Summary

Posture control is crucial for animals. Static posture control in fish remains poorly explored. Recent studies have shown that larval zebrafish perform body flexion during slight roll tilts: the body flexion displaces a gas-filled swim bladder, generating counter-rotation torque for postural recovery through the misalignment of gravity and buoyancy forces. Swim bladder deflation impairs this postural recovery, suggesting its critical role. This static posture control strategy may be utilized by many fish species. However, adult fish differ from larvae in morphology and behavior, raising questions about the generality of this mechanism. Our behavioral analysis showed that adult zebrafish also flexed their body during roll tilts, with flexion persisting until recovery to an upright posture. Similarly to larvae, swim bladder deflation impaired postural recovery. These results demonstrate that adult fish employ static roll posture control through body flexion and suggest the generality of this mechanism in fish species.

生物環境工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました