2018 Fiscal Year Annual Research Report
Diversity of fertilization in the basal lineages of insects, for deepening our insight to insect early evolution
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16H04825
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
町田 龍一郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50199725)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福井 眞生子 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 助教 (90635872)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 比較発生学 / 六脚類 / 昆虫類 / 幕状骨 / 無翅昆虫類 / カマアシムシ目 / 多新翅類 / 系統進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
六脚類の頭部内骨格の起源および進化的変遷を解明することを目的とした本研究は、六脚類の主要群である有翅昆虫類の発達した頭部内骨格の主要要素である前幕状骨と後幕状骨の初原は、六脚類の最原始系統群であるカマアシムシ目の頭部内骨格にすでに存在し、それらが六脚類の初期分岐で徐々に発達することで有翅昆虫類の発達した頭部内骨格系が確立する、との作業仮説に沿って計画された。
しかしながら、昨年度、カマアシムシ目の前幕状骨と同定されてきた構造が、前腸ないし口腔底を裏打ちするクチクラ（外骨格）と連続していることが確認され、このクチクラが「前幕状骨」と見紛うほどに拡張、「前幕状骨」として筋肉系の付着点として機能するようになった可能性を見出した。
この検証のため、カマアシムシ目の頭部内骨格系が完成する3齢幼虫までの頭部の超薄連続切片を作成、頭部内骨格系の形成過程を透過型電子顕微鏡で詳細に検討した。その結果、口腔底に現れる外胚葉上皮の複雑な褶曲/陥入がクチクラを分泌することで、頭部内骨格が形成されることが解った。さらに、カマアシムシ目の、有翅昆虫類の後幕状骨と相同と理解される頭函後方の陥没は、頭部内骨格とは連絡しないことも明らかになった。結論として、カマアシムシ目の頭部内骨格は有翅昆虫類のそれとは構造的に異なるものであり、有翅昆虫類の頭部内骨格系は外顎類段階になり初めて獲得されたものであるとの可能性が示唆された。
並行して、国際プロジェクト「1000種昆虫トランスクリプトーム進化プロジェクト」を遂行し、有翅昆虫類の基部系統群「多新翅類」の系統進化ならびにグラウンドプランに関わる論考を行い、2編の論文を発表した。すなわち、多新翅類の目間の系統関係ならびに祖先型を構築するとともに、特に多新翅類のカマキリ目、シロアリ目、ゴキブリ目からなる網翅類について、そのグラウンドプランならびに類内の系統関係を議論した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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[Journal Article] Evolutionary History of Polyneoptera and Its Implications for Our Understanding of Early Winged Insects.2019
Author(s)
Wipfler, B., H. Letsch, P. B. Frandsen, P. Kapli, C. Mayer, D. Bartel, T. R. Buckley, A. Donath, J. S. Edgerly-Rooks, M. Fujita, S. Liu, R. Machida, Y. Mashimo, B. Misof, O. Niehuis, R. S. Peters, M. Petersen, L. Podsiadlowski, K. Schutte, S. Shimizu, T. Uchifune, J. Wilbrandt, E. Yan, X. Zhou and S. Simon
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 116
Pages: 3024-3029
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] An Integrative Phylogenomic Approach Illuminates the Evolutionary History of Cockroaches and Termites (Blattodea).2019
Author(s)
Evangelista, D. A., B. Wipfler, O. Bethoux, A. Donath, M. Fujita, M. K. Kohli, F. Legendre, S. Liu, R. Machida, B. Misof, R. S. Peters, L. Podsiadlowski, J. Rust, K. Schuette, W. Tollenaa, J. L. Ware, T. Wappler, X. Zhou, K. Meusemann and S. Simon
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Journal Title
Proceedings of the Royal Society B
Volume: 286
Pages: 20182076
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The friction properties of firebrat scales.2019
Author(s)
Hirai, Y., N. Okuda, N. Saito, T. Ogawa, R. Machida, S. Nomura, M. Ohara, M. Haseyama and M. Shimomura
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Journal Title
Biomimetics
Volume: 2019, 4, 2
Pages: ―
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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