2019 Fiscal Year Research-status Report
From toads to fireflies: Exploring the evolutionary transitional process of the prey-toxin resource in snakes
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18KK0205
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森 哲 京都大学, 理学研究科, 准教授 (80271005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 直樹 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913)
城野 哲平 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, ポスドク研究員 (70711951)
竹内 寛彦 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (40726444)
江頭 幸士郎 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 学芸員 (10738826)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | 防御器官 / ヘビ / 餌毒利用 / 進化 / ホタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は5月から6月にかけてと9月に中国に渡航し、野外でのヘビおよびホタルの採集、ならびに成都生物研究所での行動実験と標本計測を行なった。5月～6月は重慶にてミゾクビヤマカガシを、四川省のシンゴウにてイツウロコヤマカガシを多数採集した。9月には雲南省でレオナルドヤマカガシの採集を試みたが、アカクビヤマカガシしか捕獲できなかった。これらと前年度に採集した種において、頸腺液の化学成分分析を行なったところ、イツウロコヤマカガシはホタル毒由来の物質、ミゾクビヤマカガシはヒキガエル毒由来の物質、レオナルドヤマカガシは両者に由来する物質を持っていることが明らかになった。
イツウロコヤマカガシがホタルを検知して餌として認識するのに関わっている化学物質を明らかにするために、ホタルを極性の異なる溶媒に入れて体表物質を抽出し、それらに対するヘビの嗜好性を比較した。現在のところ物質の特定には至っていないが、候補物質を限定しつつある。
また、成都生物研究所に保管されている液浸標本を用いて、中国産ヤマカガシ類の頭骨形態を計測し、食性と関連した顎形態の多様化を調べた。その結果、カエル食の種はホタル食の種に比べてより大きな餌を呑み込めるような頭骨形態を持っていることが示された。
一方、6月より中国の共同研究代表者のChen助教が京都大学に長期滞在し、日本国内でのヤマカガシやヒキガエルの採集、データの分析、および、共同研究実施についての協議を行った。また、国内におけるヒキガエルの皮膚毒成分の地理的変異を分析し、毒成分は概ね系統関係を反映していること、しかしながら限定された地域に特異的な成分があることなどがわかった。さらに、ヤマカガシの頸腺毒成分についての地理的変異の分析を進行中である。
1月にはニュージーランドで開催された第9回国際爬虫両生類会議において成果を2つの演題として口頭発表した。
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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
一部の種の採集個体数は予定を下回っているが、全体的な計画には特に大きな支障はなく、概ね予定通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は引き続き中国大陸産の3種（レオナルドヤマカガシ、ミゾクビヤマカガシ、イツウロコヤマカガシ）を主な対象種とする。6月から10月にかけて中国を訪問し、中国の共同研究者の協力のもとに、それぞれの生息地域を訪れ、野外でこれらの種を採集する。特に昨年度に捕獲数が少なかったレオナルドヤマカガシの採集に力を入れる。また、妊娠個体を含む多くの個体の採集が期待できるイツウロコヤマカガシを中心にして行動実験を行う。ミゾクビヤマカガシは分布域が広いため、四川省のほか雲南省、貴州省、陝西省、甘粛省などでの採集を続け、食性や頸腺化学成分の地理的変異分析の対象とする。また、DNAサンプルを各個体群から採取し、それらの系統関係を明らかにするため分子遺伝学分析を実施する。
採集した個体は成都生物研究所で飼育し、頸腺毒の抽出、および、ヒキガエルやホタルに対する嗜好性の行動実験を実施する。また、ホタルとヒキガエルに共通する化学物質の検出実験をさらに進め、ヤマカガシ類がこれらを餌として認知することに関わっている物質の特定を目指す。頭骨形態の比較分析は同研究所が保有するマイクロCTスキャナーを利用した形態分析も試み、骨形態だけでなく歯の形態の比較も実施する。
日本国内のヤマカガシおよびマドボタル類も採集し、毒成分の化学分析および嗜好性実験を行う。さらに、毒成分の構造決定が難航している中国産マドボタルの分析も進める。また、ヒキガエルの皮膚毒とヤマカガシの頸腺毒の地理的変異を比較し、頸腺毒の変異に関わる要因を探索する。一方、昨年度実施できなかった台湾産のスウィンホーヤマカガシの採集と行動実験を現地の研究協力者の支援を得て試みる。
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| Causes of Carryover |
概ね計画通りに遂行したが、論文公表が年度末になったことにより、支出を予定していた論文掲載料の請求が年度を超えてしまったため、大きな繰り越し額が生じた。
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[Journal Article] Dramatic dietary shift maintains sequestered toxins in chemically defended snakes2020
Author(s)
Tatsuya Yoshida, Rinako Ujiie, Alan H. Savitzky, Teppei Jono, Takato Inoue, Naoko Yoshinaga, Shunsuke Aburaya, Wataru Aoki, Hirohiko Takeuchi, Li Ding, Qin Chen, Chengquan Cao, Tein-Shun Tsai, Anslem de Silva, Dharshani Mahaulpatha, Tao Thien Nguyen, Yezhong Tang, Naoki Mori, and Akira Mori
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 117
Pages: 5964-5969
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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