Neglected life history traits: correlated evolution between egg and clutch shapes and parental care in heteropteran insects
| Project/Area Number |
21K06335
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
|
|---|
| Research Institution | Naruto University of Education |
|---|
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)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| 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)
|
|---|
| Keywords | 親による子の保護 / 卵形 / 卵形状 / 生活史形質 / 系統種間比較 |
|---|
| 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。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
必要なデータが揃ったツノカメムシ科を用いて，アスペクト比に基づいた卵形の詳細な系統 種間比較分析を行った。その結果，昨年度までの解析で検出されていた「親による保護の進化に伴って卵のアスペクト比が高くなる」傾向に加えて，卵アスペクト比に対する「卵サイズ」と「親による保護」の交互作用が存在することが明らかになった。保護の有無にかかわらず卵サイズが増加するほど卵のアスペクト比は低くなるが，保護を行う種ではその傾向が強く，特に卵サイズが大きな種では保護を行わない種と同程度にまでアスペクト比は低下することが判明した。この交互作用を説明する仮説はふたつある。ひとつは「卵殻物質の制約」という一般的な仮説である（Church et al. 2019）。つまり，卵殻物質の制約によって体積・面積比を最小にする形，つまり球形に近づくという仮説。もうひとつは，「ツノカメムシ科に見られる卵資源投資量の負のアロメトリー」に基づく仮説である。ツノカメムシの大型種では，卵サイズは増すものの相対的に卵塊体積は低下し卵塊エリアも小さくなる。メスの体サイズに比べて卵塊エリアが小さくなることで卵の捕食リスクが低下し，卵のアスペクト比を増加させる選択が弱くなる可能性がある。これら新たな仮説の検討は，分析対象とする分類群を拡張する来年度の課題である。
さらに，卵形の種間変異を調査する過程で種内変異に関する新たな発見があった。メス親が体で卵塊を覆う姿勢で防衛する場合，卵塊周辺部に対する捕食リスクが高まるため，卵塊周辺部の卵が小型化している（Kudo 2001）。今年度エサキモンキツノカメムシで得られた結果は，この捕食リスクのクラッチ内変異が卵形変異にも影響することを強く示唆している。「クラッチ内の適応的卵形変異」は過去に研究例が存在しない新規テーマであり，来年度も継続して検討したい。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ツノカメムシ科やキンカメムシ科の卵サンプルは予定通り収集が進み，卵形状の解析もアスペクト比に基づくものに関しては一定の結果が得られている。しかし，楕円フーリエ解析など卵形状の定量的解析には画像データが未だ不十分である。さらに，DNAサンプルの収集も十分ではなく，他の分類群と統合した系統推定を行う段階には至っていない。ツチカメムシ科やタイコウチ上科等の水生分類群では，昨年同様，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やや遅れていると判断された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
種毎の卵形のデータが不十分である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。最近企画され進行中の「insectphylo.org」プロジェクト（Chesters et al. 2023）は，本研究が必要とする大規模系統の土台を提供するものと期待している。この系統をベースにした種間比較を行うことによって，親による子の保護と卵形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，相関進化仮説を包括的に検討する予定である。また，「クラッチ内卵形変異」という新たな研究テーマに関しても，十分なサンプルが期待できるツノカメムシ科の一部の種を用いて検討を進めていきたい。
|
Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
