渡り経路の多様性をもたらした歴史的偶然性の解明：日本の渡り鳥に着目して
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22K20670
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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0703:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
青木 大輔 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (80963818)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 歴史的偶然性 / 適応進化 / 自然選択 / 渡り鳥 / バイオロギング / 集団ゲノミクス / 鳥類の渡り |
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| Outline of Research at the Start |
鳥類が種ごとに渡り経路を多様化させた進化的プロセスは未解明である。本研究は、渡り経路が種の祖先の生息地を通るように制約されている可能性、「歴史的偶然性」を考慮し、この課題を解決することを目的とする。祖先の生息地は、種分布モデルに、全ゲノム解読による過去の集団サイズの推定を組み合わせて復元する。復元した祖先の生息地に制約された渡り経路をシミュレーションで予測し、実際の渡り鳥の渡り経路を再現できたかどうかを評価する。これにより、歴史的偶然性が渡り経路の多様化に果たした役割を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、日本の渡り鳥をモデルに、渡り経路が種間で多様に進化した背景に、現在の環境への適応だけでなく、種ごとの進化の歴史の影響（歴史的偶然性）の影響が重要だったことを解明することである。当該年度では、①最先端の遺伝子解析である集団ゲノミクス手法を実施し、日本の渡り鳥の大陸での歴史を復元すること、②渡り経路の進化が、環境適応のみか、それとも復元された大陸の歴史による制約も込みで説明できるかどうかの検証を目的とした。
①については、前年度立ち上げた実験環境を用いて、ノビタキ12個体、キビタキ12個体の全ゲノムリシーケンスのためのライブラリ調整を実施し、350ギガ塩基対におよぶデータの取得に成功した。また、アカモズおよびシマクイナの次世代シーケンサーデータを遺伝解析し、集団動態を復元した。その結果、種間で異なる歴史を通じた日本集団の形成史が復元できた。具体的には、アカモズは中国から日本への移住後、日本から朝鮮半島への遺伝子流動の可能性が検出され、シマクイナでは極東ロシアからの移住と日本から大陸への遺伝子流動が復元できた。
②については、アカモズとノビタキにおいて、復元した大陸での歴史を考慮した種分布モデルによって大陸上の過去の分布域を推定し、この地域が渡り経路を説明するかどうかをシミュレーションによって検証した。その結果、環境適応だけでなく過去の分布域の強い影響を検出した。
これらの研究結果は、渡り経路の種間の違いが適応進化によって駆動されてきたというこれまでの仮説に異議を唱えるものであり、新しい発見につながった。さらに、①で得られたデータ量は膨大であり、現在解析中であるが、②で発見したような複雑な遺伝子流動の歴史が想定される。今後の渡り経路の進化のモデル化では、このような遺伝子流動の影響を考慮することが重要だと考えられた。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
