2017 Fiscal Year Research-status Report
同所的に分布する近縁ショウジョウバエ2種の資源利用と遺伝分化
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16K07473
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
加藤 徹 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (80374198)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 正憲 北海道大学, 総合博物館, 資料部研究員 (40113592)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 草食性ショウジョウバエ / 遺伝分化 / 生態的種分化 / 生殖隔離 / 産卵選好性 / ニリンソウ / フッキソウ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Lordiphosa collinella（サキグロショウジョウバエ）は、日本を含む東アジアに広く分布するショウジョウバエで、ニリンソウなどの草本を主な繁殖資源として利用する。一方、北海道には、これと形態的に酷似したLordiphosa sp. aff. collinellaと呼ばれる未記載種がL. collinellaと同所的に分布するが、本種はフッキソウの群落上から高頻度で採集される。これらの観察状況から、Lordiphosa sp. aff. collinellaはL. collinellaの一部系統からフッキソウへと資源利用を変換することで同所的に分化したという、生態的種分化の仮説が予想される。
この仮説を検証するため、今年度は、生息環境(マイクロハビタット)、寄主選好、および繁殖特性といった、両種の生態的特性の違いに関する調査を重点的に行った。その結果、マイクロハビタットの調査において、L. collinellaはさまざまな草本がある環境下で生息が確認された一方、L. sp. aff. collinellaは専らフッキソウがある環境下で生息が確認された。また、雌成虫の産卵選好性を調査した結果、L. collinellaはニリンソウとフッキソウの両者に選好性を示す一方、L. sp. aff. collinellaはフッキソウに対して強い選好性を示すことが確認された。さらに、両種の卵サイズと卵数について計測を行ったところ、L. collinellaは「小卵多産」、L. sp. aff. collinellaは「大卵少産」である傾向が確認された。従って、両種は産卵選好性のみならず、マイクロハビタットや親の資源投資の様式にも違いがあることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度からの遺伝分化の解析に加え、今年度は両種の生態的特性の違いに関する調査を重点的に行うことができた。その結果、両種は形態的に類似しているにもかかわらず、遺伝的のみならず、生態的も顕著な分化が生じていることが示された。とりわけ、両種では産卵選好性のみならず、マイクロハビタットや繁殖特性(親の資源投資の様式)にも違いがあることが示され、このことは両種の分化過程を理解する上で重要な示唆を与えると判断される。
そして、前年度からの遺伝分化の解析結果をふまえると、これらの生態的特性の違いは比較的短時間で生じたと推定され、このことは、おそらく第四紀の急速な気候変動に伴う植生の変化に伴い、両種の分化が急速に進行したのでは、という仮説を提唱する。
従って、これらの進捗状況から、現在までの達成度については、おおむね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
原則として今年度の作業を継続するが、以下の項目について注意を払う。
1. 試料採集：遺伝解析用の試料については、両種とも、地点および個体数ともに十分確保したので、試料採集はこれ以上行わない。一方、飼育実験用の試料には生きた個体が必要なので、これまでと同様、実験に必要な成虫個体を随時確保する。
2. 遺伝分化の解析：遺伝分化の解析については、MIG-seq（multiplexed ISSR genotyping by sequencing）法を用いたゲノムワイドなSNP解析を試みる。これにより、種間および種内集団間における遺伝分化の程度をより詳細に調査する。
3. 生態的特性の調査：今年度の調査でまとまったデータが得られたが、さらに調査回数を増やすとともに、統計処理の方法も吟味する。
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