Neglected life history traits: correlated evolution between egg and clutch shapes and parental care in heteropteran insects
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21K06335
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Naruto University of Education |
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Principal Investigator |
工藤 慎一 鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 准教授 (90284330)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉澤 和徳 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (10322843)
大庭 伸也 長崎大学, 教育学部, 准教授 (20638481)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 親による子の保護 / 卵形状 / 生活史形質 / 系統種間比較 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，生活史形質間に見いだされる進化的な相関パターンを説明する仮説を，異翅亜目昆虫を対象にした系統種間比較によって検証するものである。このグループは，多様な繁殖戦略（親の保護の有無，水生と陸生など）を持つ種を含む単系統群である。主要対象は，親の保護と卵塊や卵に関する形質である。特に卵の形状の適応進化は，近年になって急速に理解が進んでいるが，親の保護との関係はこれまで全く検討されたことがない。また，卵サイズの進化における議論で注目されてきた「水中産卵が親の保護と卵サイズに及ぼす効果」も検討する。大規模系統サンプリングと高精度の比較分析によって，信頼性の高い検証を目指している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
キンカメムシ科とツノカメムシ科を用いた予備的な比較分析の結果，保護の進化に伴って卵のアスペクト比が高くなる相関進化が検出された。すなわち，保護を行う種は，保護を行わない種に比べて細長い卵を生産する。次に楕円フーリエ記述子に対して主成分分析を行った結果, 第１主成分（以下PC1）と第２主成分（PC2）で卵形状における分散の大部分を説明できることが明らかとなった（累積寄与率＝98.6％）。PC1とPC2を軸とする形態空間を構築したところ, 保護を行う種の凸包は, 保護を行わない種の凸包とは重ならなかった。つまり，アスペクト比解析で明らかになった細長い形状に加えて，卵の上部が鈍端な形であると解釈される領域に位置した。
メス親が基質上に産み付けた卵塊を体で覆う姿勢で保護を行う種では，卵塊周辺部に対する捕食・寄生圧が高まることが明らかにされている（Eberhard 1975; Mappes & Kaitala 1994）。その結果，卵塊周辺部の卵に対する資源投資が減少し小型化する「卵サイズのクラッチ内変異」が生じていることが報告された（Mappes et al. 1997; Kudo 2001, 2006）。今年度得られた予備的な結果は，卵塊エリアを圧縮する方向に働く選択圧が，そのような卵サイズ変異だけでなく，卵形状の進化的変化にも関連していることを強く示唆している。すなわち，キンカメムシ科並びにツノカメムシ科において，メス親の防衛行動が細長い卵の進化を促したと考えられる。一方, 楕円フーリエ解析を用いた卵形状の定量化の結果, 保護を行う種の卵は上部がより鈍端な形であることが明らかとなったが，保護を行う種において, この卵の形状がどのような適応的意義をもつのか，現状では不明である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
キンカメムシ科の卵サンプルはほぼ予定通り収集が進み，卵形状の解析もある程度進めることができた。ただし，DNAサンプルの収集は不十分であり（他の分類群と統合した）系統推定を行う段階にはない。ツノカメムシ科ではDNAサンプルの収集は終わり，卵画像データも一部の種で得ることができた。しかし，卵形状の定量的解析には画像データが全く不十分である。ツチカメムシ科や当初予定していたタイコウチ上科等の水生分類群では，DNAサンプルと卵サンプル共に収集が進まなかった。その結果，当初の予定よりも研究課題の進捗状況ははやや遅れていると判断された。
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| Strategy for Future Research Activity |
卵形状のデータが不十分のツノカメムシ科，ツチカメムシ科およびタイコウチ上科を中心に水生分類群を含めた幅広いサンプリングを行い，形質解析に必要な画像データを蓄積する必要がある。さらに，すべての分類群を統合した系統推定を行うため，各種のDNAサンプルを収集する必要がある。この系統をベースにした種間比較を行うことによって，親の保護と卵形状の進化的相関の検出並びに両者の進化推移を明らかにし，親の保護と卵形の相関進化仮説を包括的に検討する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
