2018 Fiscal Year Annual Research Report
過去はどこまで今を制約するのか：海洋島陸貝群集をモデルとして
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18H02506
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
千葉 聡 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (10236812)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 進化 / 制約 / ニッチ利用 / 島嶼生物学 / 系統 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小笠原諸島の陸産貝類のうち、微小貝類を中心に分子系統推定を行った。キバサナギガイ類の系統推定をおこなったところ、父島と母島のエリマキガイでは、大きな遺伝的分化を遂げている一方、従来タマゴナリエリマキガイの名で呼ばれていた種は、遺伝的にはエリマキガイと大きな差がなく、シノニムと考えられた。他の地域や本土の集団と比較した結果、小笠原のエリマキガイは大東諸島のエリマキガイとは遺伝的に大きく異なり、別種とするのが妥当と考えられた。小笠原の南硫黄島から得られたコダマキバサナギガイは、北海道のコダマキバサナギガイと極めて近縁であり、数万年前に南硫黄島に渡来したと考えられた。この種は北海道では樹上性であったが、南硫黄島では草原や地上にも進出しており、島でニッチ分化が生じていることが判った。
小笠原で新たに半陸生の貝類として、ヒラマキガイの一種が得られた。Mig-seqを用いて、ゲノムワイドに遺伝的変異を解析した結果、本種は父島で谷ごとに隔離され、遺伝的分化を生じていることが判った。本土や大陸のヒラマキガイ類と比較したところ、本種は韓国などを起源としており、鳥などに付着して長距離分散によって渡来したと考えられる。
大東諸島の集団を含め、オナジマイマイ属陸貝の系統推定を行い、このグループの進化史と言遺伝的分化の要因を解明した。本グループの遺伝的に異なる地域集団の多くは、琉球列島や日本本土が島嶼化する前にすでに成立しており、島嶼化は遺伝的分化にあまり関与していなかった。島嶼化以降は琉球列島の島間での分散と隔離の効果が顕著であり、大東諸島だけでなく、多くの島で海洋島的な役割が果たされていたことがわかった。
小笠原と大東列島で微小貝を中心にニッチ利用を調べた結果、本土では海浜に限定されているスナガイ類などで、山域に進出するなど、ニッチの拡大と分化が認められた。
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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
予定していた小笠原と大東諸島の陸産貝類種群での、ニッチ利用の解析については、微小貝類を中心に進めており、スナガイ類やキバサナギガイ類などで、本土との違いや島内での多様化を見出すなど、予定通りかつ想定通りの成果を得ることができた。小笠原の陸産貝類種群のうち、キバサナギガイ類、スナガイ類、ノミガイ類、ベッコウマイマイ類などの分子系統推定を進めており、順調に結果を得ている。またこのグループの他の地域や本土の種群との比較も進めている。
大東諸島の種群としては、オナジマイマイ類（オナジマイマイ属とアツマイマイ属）について、分子系統推定を進めている。特にオナジマイマイ属については、大東島の集団の起源を解明したほか、その起源である琉球列島と九州南部の集団について、進化史と多様性の形成過程を推定することに成功した。その結果、琉球列島の多くの島は、地質学的には大陸島であるにもかかわらず、陸貝に関する生物地理的には、大東諸島と同じく海洋島的な性格を持っていることが明らかになった。これは研究計画段階では想定していなかった意外な結果であり、かつ従来見落とされていた重要な成果である。今後、生態学的に見た場合どうなのかを知ることは重要な意義をもつと考えられる。
小笠原のヒラマキガイ類が固有種であることを実証することができたとともに、その大陸における起源を推定できたこと、また父島内で大きな遺伝的分化を遂げていることを推定できた点も、大きな成果である。この種は、小笠原ではニッチの変化や分化を生じておらず、大陸の最近縁種ともニッチ利用が似ており、進化的制約の存在を示唆する点で、想定していた制約の効果を示す成果である。
以上のように、本研究は予想外の結果が得られた部分があるものの、おおむね順調に進展していると結論できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に行った分子系統解析とニッチ利用を、小笠原および本土と大陸で今後もさらに進めていく。特にまだ不足している本土と大陸で新たに試料の収集を進め、分子系統解析を行う。
本年度の系統解析で得られた結果から、各種の分岐年代を推定する。また従来の少数の遺伝子の解析から推定された系統関係には問題があることがわかってきたため、今後は、RAD-seq解析を中心とした分子系統解析を進めるとともに、より正確な集団の分岐年代の推定に努める。従来得られている分子時計のデータに加え、新たな時代の校正点を求めて分子進化速度を系統ごとに推定する。本年度の研究では喜界島や宮古諸島の化石記録を利用したが、来年度は化石記録が豊富なヤマタニシ類やアツマイマイ類を利用して、上記の比較を進める。
さらに化石記録中に含まれる化石種の構成から、絶滅した種の割合や、種構成の時間的変化について推定する。ただし琉球列島では比、較的新しい時代の移住が頻繁に起きていることがわかったことから、種構成の変化に移住の効果も想定する必要がある。今後は、こうした群集の種構成の変化と、分子系統学解析の結果を比較し、それらの整合性を調べていく予定である。
これまでの解析によって得られたニッチ利用のパターンに加え、今後は種分化率、絶滅率を、本土と島で系統ごと、地域群集ごとに比較し相関を求める方針である。系統ごとに本土と島の群集間でニッチ利用のパターンや種の共存パターンの違いに、群集を構成する系統の組成がどれだけ貢献しているか、定量的に評価する。これによって、進化的制約が果たす生態的効果の解明を進めていく。
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[Journal Article] Genetic and morphometric rediscovery of an extinct land snail on oceanic islands.2018
Author(s)
Hirano, T., Wada, S., Mori, H., Uchida, S., Saito, T., & S Chiba
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Journal Title
Journal of Molluscan Studies
Volume: 84
Pages: 148-156
DOI
Peer Reviewed
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