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日本固有科である最原始昆虫の遺伝的構造から紐解く複雑な日本列島の形成史との関連性

Research Project

Project/Area Number 16J09705
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

竹中 將起  信州大学, 総合工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords種分化 / 生物系統地理 / 水生昆虫 / カゲロウ目昆虫 / 種分化連続体 / ハンドメイティング / 系統地理 / 遺伝子 / 隠蔽種 / 系統地理学 / 構造線 / 繁殖実験 / カゲロウ
Outline of Annual Research Achievements

地球上に生息・生育する多種多様な生物は,種分化の産物であると言え,種分化機構の解明は生物多様性の創生機構の解明でもある.ここでの種とは,生物学的種概念に基づき,交配可能な集団で他の集団とは生殖的に隔離している集団を指す.つまり,種分化とは生殖隔離の進化であると言える.種分化機構を解明することは独立する集団がどのようにして分断し,生殖的に隔離され,生物が進化してきたのかを探る,進化生物学の最も重要な課題の一つである.これまでに,多くの研究者を魅了してきたが,長い時間をかけておこる進化的イベントであることもあり,生物学の中でも謎の多い課題であると言われてきた.
本研究では,山岳源流域に適応した日本固有科・ガガンボカゲロウ科に属するガガンボカゲロウに注目した.これまでの研究から,種内に種レベルに匹敵する遺伝的分化した5つの系統群が内包しており,隠蔽種が含まれている可能性を示唆した.そのため,各系統群間が既に種として独立しているのかについて調べるために,交配実験をハンドペアリング法という手法を用いることによって独自に確立した.
そこで,本研究課題において,これらの遺伝系統群間での交配実験を実施し,系統群間での生殖隔離の程度を調べた.その結果,不完全な弱い隔離を示す系統間や,強い隔離,そして完全な生殖隔離を示す系統間までと段階的な状態を示し,まさに「種分化連続体」と呼ばれる状態であることが明らかとなった.つまり,長い時間をかけて繰り広げられる種分化のプロセスを連続的に留めている好例であると言え,現在進行形で進む「種分化」現象の実態を追究し得る.そして,それに伴う生物多様性創出におけるメカニズムを垣間見ることのできる貴重な種であると言えるだろう.これらのことからガガンボカゲロウは,今後の種分化研究における鍵分類群になり得る種群であることを明らかとした.

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。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Ancient origin of a dipteromimid mayfly family endemic to the Japanese Islands and its genetic differentiation across tectonic faults2019

    • Author(s)
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • Journal Title

      Biological Journal of the Linnean Society

      Volume: 126 Issue: 3 Pages: 555-573

    • DOI

      10.1093/biolinnean/bly192

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The first establishment of "hand-pairing" breeding method for the most ancestral wing acquired insect group2019

    • Author(s)
      Takenaka, M., K. Sekine and K. Tojo
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 36 Issue: 2 Pages: 136-140

    • DOI

      10.2108/zs180169

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Update on distribution area information of three species of Anisocentropus caddisflies inhabiting the Japanese Islands (Trichoptera: Calamoceratidae)2019

    • Author(s)
      Takenaka Masaki, Shibata Saki, Shimura N, Ito Tomiko, Tojo Koji
    • Journal Title

      New Entomologist

      Volume: -

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 地史の影響を強く反映する水生昆虫類の生物系統地理2019

    • Author(s)
      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
    • Journal Title

      生物科学

      Volume: 70 Pages: 31-41

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  • [Journal Article] 高山帯に特異的に生息するヒナバッタにおける遺伝子解析手法の確立および分子系統地理学的研究2019

    • Author(s)
      竹中 將起・渡邊通人・東城幸治
    • Journal Title

      昆虫DNA研究会ニュースレター

      Volume: -

    • NAID

      40021857703

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      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
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      自然保護助成基金成果報告書 25 周年特別記念号

      Volume: 特別記念号 Pages: 33-46

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      東城幸治・竹中將起
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      昆虫と自然

      Volume: 53 Pages: 18-22

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      Tojo K, Sekine K, Takenaka M, Isaka Y, Komaki S, Suzuki T and Schoville SD
    • Journal Title

      Entomological Science

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 357-381

    • DOI

      10.1111/ens.12261

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    • Author(s)
      竹中 將起・趙 在翼・東城 幸治
    • Journal Title

      New Entomologist

      Volume: 66 Pages: 30-32

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    • Author(s)
      東城幸治・竹中將起
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      New Entomologist

      Volume: 65 Pages: 122-123

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    • Author(s)
      東城幸治・竹中將起
    • Journal Title

      New Entomologist

      Volume: 65 Pages: 119-123

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      竹中將起・谷野宏樹
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      Takenaka Masaki, Tojo Koji
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      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
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      Takenaka Masaki, Tojo Koji
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      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
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  • [Presentation] Phylogeography of the dipteromimid mayflies which is endemic to the Japanese Islands2018

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      Takenaka Masaki, Tojo Koji
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      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The genetic structure and the molecular phylogeography of Ephemera mayflies2018

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      Takenaka Masaki, Kogawara Hiroaki, Tojo Koji
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      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNAから紐解く昆虫の不思議な世界 -昆虫の性の進化-2018

    • Author(s)
      竹中將起・関根一希
    • Organizer
      第78回日本昆虫学会小集会企画
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ガガンボカゲロウから紐解く集団の隔離と種分化へのプロセス2018

    • Author(s)
      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      種生物学会 企画シンポジウム
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    • Invited
  • [Presentation] 幅広く段階的に遺伝分化した系統群を包含する昆虫種を対象とした繁殖生態・種分化機構 ~ガガンボカゲロウにおける生殖的隔離確立プロセスの究明~2018

    • Author(s)
      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      第65回日本生態学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝的に細分化する日本固有科・ガガンボカゲロウ科における分断  要因-段階のある生殖的隔離の検出-2017

    • Author(s)
      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      第64回日本生態学会東京大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都早稲田)
    • Year and Date
      2017-03-14
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  • [Presentation] 紀伊半島での大きく遺伝的分化した種内系統群間での生殖的隔離の有無について~ガガンボカゲロウの系統地理と種分化~2017

    • Author(s)
      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      日本昆虫学会第77回大会
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  • [Presentation] 千曲-信濃川水系で新規発見されたカワヨシノボリ集団の起源について:分子系統解析による由来推定2017

    • Author(s)
      竹中將起・小林建介・柳生将之・谷野宏樹・鈴木智也・東城幸治
    • Organizer
      日本動物学会第88回大会
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  • [Presentation] 分子マーカーを用いた止水棲昆虫のワンド利用およびワンドの接続性-河川生態系における河川ワンド・たまりの機能評価-2017

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      第82回日本陸水学会
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  • [Presentation] カゲロウ目昆虫におけるハンドペアリングによる繁殖実験2017

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      竹中將起・東城幸治
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      2017年度日本動物学会中部支部大会
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  • [Presentation] 日本列島内で遺伝的に細分化するガガンボカゲロウにおける系統  間の生殖的隔離-種内変異か?-2016

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      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      第40回水生昆虫研究会養父大会
    • Place of Presentation
      アサヒロッジ(兵庫県養父)
    • Year and Date
      2016-11-26
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      Takenaka, M. and Tojo, K.
    • Organizer
      3rd International Symposium of Benthological Society of Asia
    • Place of Presentation
      FAR EASTERN FEDERAL UNIVERSITY (Vladivostok, Russian)
    • Year and Date
      2016-08-23
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  • [Presentation] オオカワゲラ科昆虫類の分子系統地理-日本列島に渡りそびれた  者たちの物語-2016

    • Author(s)
      竹中將起・東城幸治
    • Organizer
      第13回昆虫DNA研究会松本大会
    • Place of Presentation
      あがたの森文化会館(長野県松本)
    • Year and Date
      2016-05-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Book] The species and genetic diversities of insects in Japan, with special reference to the aquatic insects. In Species Diversity of Animals in Japan2016

    • Author(s)
      Tojo, K., Sekine, K., Suzuki, T., Saito, R., & Takenaka, M.
    • Publisher
      Springer Japan
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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