形態の変化が適応放散に至るまでの経時的進化機構の解明

• Project/Area Number: 16J04692
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 齊藤 匠 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: ヒラマキミズマイマイ / ヒラマキガイ科 / 放散 / 古代湖 / 海洋島 / バイカル湖 / 水棲目 / 適応 / 生殖隔離 / 飼育実験 / 湖沼 / 進化

Outline of Annual Research Achievements

昨年度にMIG-seq法を用いた遺伝解析によって得られたデータを元に系統解析・祖先形質復元などを行い、琵琶湖産のカドヒラマキをはじめとした湖沼型のヒラマキミズマイマイ類は複数回独立に生じている可能性が高いことが確かめられた。加えて、上記の遺伝的背景を明らかにするために本年度も引き続き交配実験を行った。しかしながら想定以上に環境変動の影響を形態が受けることが判明したことと、解析にあたりドラフトゲノムの必要性が明らかになり今後の課題となった。
さらに、本年度は共同研究者との協力によりバイカル湖での調査も行った。その結果、バイカル湖では多種多様な形態を持つヒラマキガイ科の一群がほぼ同所的に生息していることが判明した。また、これらのサンプルの系統解析から、バイカル湖の種群は比較的近縁な単系統群を形成することが示唆され、放散と見なしうる形態進化パターンを呈することも明らかになった。
他方、昨年度から調査・研究を行っている小笠原諸島父島のヒラマキガイ科貝類についてもMIG-seq法を用いた遺伝解析などを行った。結果として、非常に狭い範囲においても系統的に大きく分化しており、遺伝的な多様化が発生していることが示唆された。このパターンを駆動する要因としては、低頻度な受動的分散の影響が有望視されるがさらなる検討が必要である。一方、島内での顕著な系統的多様化が確認された半面、形態的な多様性は乏しく、これは古代湖で著しい形態多様化を遂げているバイカル湖のパターンとは対照的であった。日本各地、特に同じく古代湖である琵琶湖でも本種群の形態的多様化がバイカル湖ほどは著しくないことを考慮すると、形態的な多様化が生じるメカニズムは隔離度や侵入後の経過時間よりも利用できるハビタットの多様性が重要である可能性が考えられたが、さらなる研究、特に定量的なハビタットの調査及び遺伝的な背景を明らかにすることが必要である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Vietnam Academy of Science & Technology(ベトナム)
• [Int'l Joint Research] Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] Kyungpook National University(韓国)
• [Int'l Joint Research] The University of Lodz(ポーランド)
• [Int'l Joint Research] University of Rajshahi(バングラデシュ)
• [Int'l Joint Research]
• [Int'l Joint Research] Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] Mongolian Benthological Society(Mongolia)
• [Int'l Joint Research] Vietnam Academy of Science & Technology(ベトナム)
• [Int'l Joint Research] The University of Lodz(Poland)
• [Journal Article] Enigmatic incongruence between mtDNA and nDNA revealed by multi-locus phylogenomic analyses in freshwater snails. (2019)
  • Author(s): Hirano T*, Saito T, Tsunamoto Y, Koseki J, Ye B, Van TD, Miura O, Suyama Y, Chiba S.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] An updated checklist of land and freshwater gastropod fauna on Ulleung Island, South Korea. (2019)
  • Author(s): Kimura K*, Saito T, Chiba S, Pak JH.
  • Journal Title: American Malacological Bulletin Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Divergence before and after the isolation of islands: phylogeny of the Bradybaena land snails on the Ryukyu Islands of Japan. (2019)
  • Author(s): Hirano T*, Kameda Y, Saito T, Chiba S.
  • Journal Title: Journal of Biogeography Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New record of a slug species Semperula wallacei (Gastropoda: Eupulmonata: Veronicellidae) introduced in Japan. (2019)
  • Author(s): Hirano T*, Yamazaki D, Uchida S, Saito T, Chiba S.
  • Journal Title: BioInvasions Records Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phylogeography of freshwater planorbid snails reveals diversification patterns in Eurasian continental islands. (2018)
  • Author(s): Saito, T., Hirano, T., Prozorova, L. A., Do Van Tu, Sulikowska-Drozd, A., Sitnikova, T., Surenkhorloo, P., Yamazaki, D., Morii, Y., Kameda, Y., Fukuda, H., & Chiba, S.
  • Journal Title: BMC Evolutionary Biology Volume: 18 Issue: 1 Pages: 164-164
  • DOI: 10.1186/s12862-018-1273-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular phylogeny of glacial relict species: a case of freshwater Valvatidae molluscs (Mollusca: Gastropoda) in North and East Asia (2018)
  • Author(s): Takumi Saito, Larisa Prozorova, Tatiana Sitnikova, Purevdorj Surenkhorloo, Takahiro Hirano, Yuta Morii & Satoshi Chiba.
  • Journal Title: Hydrobiologia Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 105-118
  • DOI: 10.1007/s10750-018-3595-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genetic and morphometric rediscovery of an extinct land snail on oceanic islands. (2018)
  • Author(s): Hirano, T., Wada, S., Mori, H., Uchida, S., Saito, T., & S Chiba
  • Journal Title: Journal of Molluscan Studies Volume: 84 Issue: 2 Pages: 148-156
  • DOI: 10.1093/mollus/eyy003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 奄美大島初記録のアラハダカノコ (2018)
  • Author(s): 齊藤 匠, 秋山佳央, 山崎大志
  • Journal Title: ちりぼたん: 日本貝類学会研究連絡誌: newsletter of the Malacological Society of Japan Volume: 48 Pages: 29-32
  • NAID: 40021528645
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 山形県から新たに記録されたナタネキバサナギガイ (2018)
  • Author(s): 内田翔太, 齊藤 匠, 山崎大志, 平野尚浩
  • Journal Title: ちりぼたん: 日本貝類学会研究連絡誌: newsletter of the Malacological Society of Japan Volume: 48 Pages: 67-79
  • NAID: 40021528659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 滋賀県から新たに記録されたヒロマキミズマイマイ (2017)
  • Author(s): 齊藤匠， 平野尚浩
  • Journal Title: ちりぼたん: 日本貝類学会研究連絡誌: newsletter of the Malacological Society of Japan Volume: 47 Pages: 83-86
  • NAID: 40021294759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 滋賀県から新たに記録されたヒロマキミズマイマイ (2017)
  • Author(s): 齊藤 匠・平野 尚浩
  • Journal Title: ちりぼたん Volume: 47(1)
  • NAID: 40021294759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 琉球列島におけるニューギニアヤリガタリクウズムシの新たな侵入地 (2017)
  • Author(s): 内田 翔太・山崎 大志・齊藤 匠・平野 尚浩・森 英章
  • Journal Title: Fauna Ryukyuana Volume: 35 Pages: 1-4
  • NAID: 120006411187
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] トカラ列島宝島から新たに記録された陸産貝類４種 (2017)
  • Author(s): 平野 尚浩・山崎 大志・亀田 勇一・大谷ジャーメンウィリアム・内田 翔太・齊藤 匠
  • Journal Title: ちりぼたん Volume: 47(1)
  • NAID: 40021294724
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 本州・山口県から新たに記録されたツシマケマイマイ（腹足綱：有肺類：ナンバンマイマイ科）の移入個体群 (2016)
  • Author(s): 平野 尚浩・亀田 勇一・福田 宏・齊藤 匠
  • Journal Title: ちりぼたん Volume: 46(3-4) Pages: 149-153
  • NAID: 40020984462
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Freshwater snail on the oceanic Bonin Islands: coexistence both long-distance dispersal and short-distance vicariance (2019)
  • Author(s): Saito T*, Sasaki T, Tsunamoto Y, Uchida S, Satake K, Suyama Y, Chiba S.
  • Organizer: 日本生態学会
• [Presentation] 海洋島小笠原の淡水貝 : 次世代シーケンサーを用いた起源と遺伝的分化の解明 (2018)
  • Author(s): 齊藤 匠*, 佐々木 哲郎, 内田 翔太, 綱本 良啓, 陶山 佳久, 千葉 聡
  • Organizer: 日本貝類学会
• [Presentation] 琵琶湖産腹足類の比較系統地理 (2017)
  • Author(s): 齊藤 匠, 平野尚浩, Do Van Tu, Larisa Prozorova, 福田 宏, Anna Drozd, 森井悠太, 千葉 聡
  • Organizer: 2017年日本プランクトン学会・ベントス学会合同大会
• [Presentation] 外来カワコザラ類の隠蔽的侵略(Cryptic invasion was revealed by molecular phylogeny: a case of Japanese freshwater limpet snails) (2017)
  • Author(s): 齊藤 匠・福田 宏・千葉 聡
  • Organizer: 軟体動物多様性学会国際シンポジウム「軟体動物多様性の進化と生物学」
  • Place of Presentation: 沖縄県水産海洋技術センター（沖縄県・糸満市）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 琵琶湖産腹足類の比較系統地理 (2017)
  • Author(s): 齊藤 匠・平野 尚浩・千葉 聡
  • Organizer: 日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都・新宿区）
• [Presentation] A molecular phylogeny and biogeography of Asian freshwater snails of the family Planorbidae (Gastropoda,clade Hygrophila) (2016)
  • Author(s): SAITO T., KAMEDA Yu., PROZOROVA L.A., MORII Yu., DO V.T., FUKUDA H., SITNIKOVA T., CHIBA S.
  • Organizer: The 3rd International Symposium of the Benthological Society of Asia
  • Place of Presentation: Far Eastern Federal University（ウラジオストク・ロシア）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Historical changes of freshwater molluskan fauna in Eastern Japan caused by anthropogenicactivities (2016)
  • Author(s): CHIBA S., HIRANO T., SAITO T.
  • Organizer: The 3rd International Symposium of the Benthological Society of Asia
  • Place of Presentation: Far Eastern Federal University（ウラジオストク・ロシア）
  • Int'l Joint Research
• [Book] 宮城県の絶滅のおそれのある野生動植物 （一部） (2016)
  • Author(s): 菅原 亀悦・高取 知男・太田 宏・小室 智幸・斉藤 千映美・鈴木 孝男・内藤 俊彦・平吹 喜彦・溝田 浩二・藤本 泰文・久保田 龍二・齊藤 匠・櫻井 義洋・進東 健太郎・鈴木 勝利・藤本 久志ほか
  • Total Pages: 503
  • Publisher: 宮城県