Updated on 2026/04/07

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IDOGAWA Naoto
 
Organization
Institute for Advanced Research Designated Assistant Professor
Graduate School of Science Designated Assistant Professor
Title
Designated Assistant Professor

Research Areas 1

  1. Life Science / Ecology and environmental science

Research History 7

  1. Nagoya University

    2026.4

  2. Nagoya University   Graduate School of Science   Researcher

    2026.1 - 2026.3

  3. Nagoya University   Graduate School of Science

    2024.4 - 2025.12

  4. Max Planck Institute for Chemical Ecology   JSPS-ERC 特別研究員

    2023.10 - 2024.1

      More details

    Country:Germany

  5. Tokyo Metropolitan University

    2023.1 - 2024.3

  6. Tokyo Metropolitan University   Department of Biological Sciences, Graduate School of Science   visiting researcher

    2022.11 - 2022.12

  7. 京都大学大学院農学研究科 日本学術振興会 特別研究員(DC1)

    2019.4 - 2022.9

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Papers 11

  1. A new species of Monomorium Mayr, 1855 (Hymenoptera, Formicidae) with a brachypterous queen from southern Japan, and phylogeny of Japanese Monomorium species with diverse reproductive strategies Open Access

    Naoto Idogawa, Shigeto Dobata, Yasukazu Okada, Seiki Yamane

    ZooKeys   Vol. 1250 ( 1250 ) page: 49 - 78   2025.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.3897/zookeys.1250.150776

    Open Access

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  2. Morphology of immatures of the thelytokous ant, Monomorium triviale Wheeler (Formicidae: Myrmicinae: Solenopsidini) with descriptions of the extraordinary last-instar queen larvae Open Access

    NAOTO IDOGAWA, AYAKO GOTOH, SHIGETO DOBATA

    Zootaxa   Vol. 5105 ( 2 ) page: 253 - 268   2022.3

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Magnolia Press  

    The ant genus Monomorium is one of the most species-rich but taxonomically problematic groups in the hyperdiverse subfamily Myrmicinae. An East Asian species, M. triviale Wheeler, produces both reproductive queens and sterile workers via obligate thelytokous parthenogenesis. Here, we describe the immature forms of M. triviale based on light and scanning electron microscopy observations, with a note on the striking caste dimorphism in the last larval instar. The last-instar queen larvae were easily recognized by their large size, “aphaenogastroid” body shape, and rows of doorknob-like tubercles on the lateral and dorsal body surface. This type of queen-specific structure has not been found in ants in general, let alone congeneric species found in Japan. In stark contrast to the queen larvae, worker larvae showed a “pheidoloid” body shape and a body surface similar to other ants. The worker larvae were estimated to have three instars, consistent with previously described congeners. The pupae of both castes had no cocoon, a characteristic commonly described in other Myrmicinae species. In total, the developmental period from egg to adult worker averaged 59 days under 25°C. We discuss possible functions of the tubercles of queen larvae based on previous studies.

    DOI: 10.11646/zootaxa.5105.2.5

  3. The complete mitochondrial genome of a parthenogenetic ant Monomorium triviale (Hymenoptera: Formicidae) Reviewed Open Access

    Naoto Idogawa, Chih-Chi Lee, Chin-Cheng Scotty Yang, Shigeto Dobata

    Mitochondrial DNA Part B   Vol. 6 ( 10 ) page: 2793 - 2795   2021.10

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1080/23802359.2021.1970632

    Open Access

    Web of Science

  4. Comprehensive analysis of male-free reproduction in Monomorium triviale (Formicidae: Myrmicinae) Reviewed International journal Open Access

    Naoto Idogawa, Tomonori Sasaki, Kazuki Tsuji, Shigeto Dobata

    PLOS ONE   Vol. 16 ( 4 ) page: e0246710   2021.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    We report comprehensive evidence for obligatory thelytokous parthenogenesis in an ant Monomorium triviale. This species is characterized by distinct queen-worker dimorphism with strict reproductive division of labor: queens produce both workers and new queens without mating, whereas workers are completely sterile. We collected 333 nests of this species from 14 localities and three laboratory-reared populations in Japan. All wild queens dissected had no sperm in their spermathecae. Laboratory observation confirmed that virgin queens produced workers without mating. Furthermore, microsatellite genotyping showed identical heterozygous genotypes between mothers and their respective daughters, suggesting an extremely low probability of sexual reproduction. Microbial analysis detected no bacterial genera that are known to induce thelytokous parthenogenesis in Hymenoptera. Finally, the lack of variation in partial sequences of mitochondrial DNA among individuals sampled from across Japan suggests recent rapid spread or selective sweep. M. triviale would be a promising model system of superorganism-like adaptation through comparative analysis with well-studied sexual congeners, including the pharaoh ant M. pharaonis.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0246710

    Open Access

    PubMed

  5. Destination of apyrene sperm following migration from the bursa copulatrix in the monandrous swallowtail butterfly Byasa alcinous Reviewed Open Access

    Tatsuro Konagaya, Naoto Idogawa, Mamoru Watanabe

    SCIENTIFIC REPORTS   Vol. 10 ( 1 )   2020.12

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/s41598-020-77683-x

    Open Access

    Web of Science

  6. New distributional records of Lioponera;daikoku (Terayama;Hymenoptera;Formicidae: Dorylinae;from Japan Reviewed

    Yu Hisasue, Naoto Idogawa, Shougo Makita, Naomichi Tsuji

    ARI, Journal of the Myrmecological Society of Japan   Vol. 41   page: 37 - 41   2020.8

     More details

    Language:English  

  7. Colony structure and life history of Lioponera daikoku (Formicidae: Dorylinae) Reviewed

    Naoto Idogawa, Shigeto Dobata

    ASIAN MYRMECOLOGY   Vol. 10   2018

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.20362/am.010006

    Web of Science

  8. Nutrient allocation for somatic maintenance and worker production by the queen of the Japanese black carpenter ant, Camponotus japonicus (Hymenoptera: Formicidae) Reviewed

    Naoto Idogawa, Mamoru Watanabe, Tomoyuki Yokoi

    Applied Entomology and Zoology   Vol. 52 ( 3 ) page: 527 - 530   2017.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1007/s13355-017-0505-0

    Web of Science

  9. The choosing of sleeping position in the overnight aggregation by the solitary bees Amegilla florea urens in Iriomote Island of Japan Reviewed

    Tomoyuki Yokoi, Naoto Idogawa, Ikuo Kandori, Aoi Nikkeshi, Mamoru Watanabe

    SCIENCE OF NATURE   Vol. 104 ( 3-4 )   2017.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1007/s00114-017-1438-8

    Web of Science

  10. Motility and dynamics of eupyrene and apyrene sperm in the spermatheca of the monandrous swallowtail butterfly Byasa alcinous Reviewed

    Tatsuro Konagaya, Naoto Idogawa, Mamoru Watanabe

    PHYSIOLOGICAL ENTOMOLOGY   Vol. 41 ( 3 ) page: 185 - 192   2016.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1111/phen.12141

    Web of Science

  11. THE NON-USE OF SLEEPING SUBSTRATE BY THE SYMPATRIC BEES AMEGILLA FLOREA URENS AND A-SENAHAI SENAHAI (HYMENOPTERA: APOIDEA) Reviewed

    Tomoyuki Yokoi, Naoto Idogawa, Tatsuro Konagaya, Mamoru Watanabe

    ENTOMOLOGICAL NEWS   Vol. 126 ( 2 ) page: 138 - 143   2016.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.3157/021.126.0210

    Web of Science

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KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 3

  1. 昆虫社会における齢分業システムの転用による寄生戦略の進化

    Grant number:22KJ2563  2023.3 - 2026.3

    科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    井戸川 直人

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\5200000 ( Direct Cost: \4000000 、 Indirect Cost:\1200000 )

    生物の社会には、個体の年齢に応じた役割分担システム(齢分業)が広くみられる。本研究の目的は、個体発生における齢分業の発現タイミングの遅れが、社会における寄生戦略を進化させたという仮説を検証することである。そのための実験系としてアリに着目し、寄生者と宿主の長期にわたる行動解析を行なうことで、両者の若齢から老齢にかけての行動の発現パターンを比較する。また、代謝ストレス解析や組織学的観察により、寄生者が宿主に負わせる生理的コストを評価する。さらに、寄生者と宿主の加齢に伴う遺伝子発現パターンの推移を調べ、共通の祖先から両者が分岐した遺伝的基盤を探索する。
    本研究の目的は、個体発生における齢分業の発現タイミングの遅れが、社会性昆虫における寄生戦略の進化に寄与したという仮説を検証することである。昨年度までの研究により、寄生種アメイロケアリの存在下では、宿主であるトビイロケアリの巣仲間識別パターンが変化することが明らかとなった。そこで本年度は、巣仲間識別に深く関与すると考えられる体表の匂い成分(体表炭化水素)を分析し、一連の結果の論文化にも取り組んだ。
    ガスクロマトグラフィーによる分析の結果、トビイロケアリに寄生しているアメイロケアリの体表炭化水素の組成比は、トビイロケアリと有意な差が見られなかった。一方、単独で生活しているアメイロケアリは、トビイロケアリとは明確に異なる化学的プロファイルを示した。この結果は、寄生者が宿主の体表炭化水素組成を模倣する「化学擬態」によって、巣内での共存を可能にしていることを示唆している。
    しかしながら、昨年度の実験では、アメイロケアリに寄生されたトビイロケアリが、同種の非巣仲間個体に対しても敵対性を示さなくなることが確認された。この結果は化学擬態のみでは説明がつかず、アメイロケアリは宿主の巣仲間識別パターンそのものを改変すると同時に、化学擬態を併用するという、複合的な寄生戦略をもつ可能性がある。
    来年度は宿主と寄生者の敵対性に加えて、両者における協調的相互作用である栄養交換のパターンを明らかにすることで、齢分業システムと社会寄生の関係を検証する。
    前年度に行なった行動実験と、本年度実施した化学分析の結果をまとめ、日本動物行動学会第43回大会で発表するとともに、査読付き英文誌に論文として投稿した。また、本研究の過程では、社会寄生に関与すると考えられる未記載のアリの発見という予想外の成果も得られた。現在は記載論文を投稿中であり、次年度は本種の寄生的な生活史についても論文としてまとめる予定である。全体として、おおむね順調に研究計画が進展している。
    最終年度となる次年度は、宿主トビイロケアリと寄生者アメイロケアリの協調的行動である栄養交換に着目する。アリでは一般的に、若齢の働きアリが他個体からのケアを受け、加齢とともに様々なタスクを担っていくという齢分業システムが知られている。アメイロケアリが宿主から餌を受け取る一方で、宿主には餌を分け与えないという、一般的なアリにおける若齢個体的な行動パターンを示すかどうか検証する。具体的には、個体の体重測定による栄養の授受の定量と、トラッキングソフトウェアを用いた寄生者と宿主の行動パターンの比較を行なう予定である。

  2. Evolution of parasitic strategies through the diversion of the age polyethism in insect societies

    Grant number:22J00135  2022.4 - 2025.3

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows  Grant-in-Aid for JSPS Fellows

  3. アリ類におけるコロニーの分裂制御システムの解明

    Grant number:19J22242  2019.4 - 2022.3

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    井戸川 直人

      More details

    アリ類において、コロニーレベルの自己複製メカニズムである巣の分裂制御システムを解明するため、本年度は主に4つの研究を行なった。まず、研究材料として選択したヒメアリ類の系統関係と進化史を明らかにするため、遺伝子解析と形態形質に基づいた系統解析を行なった。ミトコンドリアゲノムのバーコード領域を解読した結果、日本産のヒメアリ類において、単為生殖による繁殖様式が複数回独立に獲得された可能性が高いことが示唆された。また、日本の九州から沖縄にかけて、既知種とは遺伝的・形態的に異なる未記載種らしきヒメアリが分布することが判明した。
    次に、巣の分裂はコロニーの個体数の増加を必要とするため、単為生殖種であるキイロヒメアリを材料に、個体レベルの繁殖様式と発生過程を詳細に明らかにした。卵から成虫になるまでの発生過程を電子顕微鏡で観察すると、のちに女王になる幼虫にのみ、機能不明の突起状構造がみられた。樹脂包埋によって幼虫の組織切片を作成し、突起状構造の組織学的観察を行なうと、突起の内部には分泌組織と思われる細胞層が確認できた。
    さらに、新しい巣場所を探索する際のアリの歩行パターンを調べるために、球体全方向移動補償装置を用いた行動計測を試みた。樹上、土中、地表などさまざまな環境に営巣するヒメアリ属5種において歩行パターンを調べた。実験には、アリを乗せたボールを自動で回転させることで疑似的に無限平面を歩行させられる球体全方向移動補償装置を用いた。計測の結果、歩行距離や速度などのパラメーターが種ごとに異なることが明らかになった。
    そして、巣の分裂の帰結としてもたらされるアリ個体の巣仲間認識の変化について、飼育実験を通して検証した。実験では、単為生殖により生まれたクローナルな個体であっても、巣の分裂後の日数とともに巣間の個体の接触時間が短くなり、個体の巣仲間認識が変化したことが示唆された。