From toads to fireflies: Exploring the evolutionary transitional process of the prey-toxin resource in snakes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18KK0205
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Mori Akira 京都大学, 理学研究科, 教授 (80271005)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 直樹 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913) ; 城野 哲平 広島修道大学, 人間環境学部, 准教授 (70711951) ; 竹内 寛彦 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (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)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2023-03-31
• Keywords: 防御行動 / ホタル毒 / 頸腺 / 進化 / 爬虫類

Outline of Final Research Achievements

Our molecular phylogenetic analysis revealed the presence of seven clades in the Rhabdophis nuchalis species group, and we described a new species in them. Based on the chemical characteristics of the nuchal gland fluids of these species, we found that some species mostly depend on toads as toxin source, others mostly depend on fireflies, and the others depend on both toads and fireflies. However, trophic skull morphology of them does not necessarily show features adapted to swallow the animals of the main toxin sources, indicating that dependency of toxin source on specific prey animals has not necessarily evolved along with the adaptive trophic morphology for them.

Free Research Field

動物行動学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

毒を持つ餌を食べて、その毒を自分の防御に再利用することが知られている動物は多くの分類群で知られている。ヤマカガシ属のヘビ類は頸腺という特殊な器官に餌から取り入れた毒を蓄積するが、進化の過程で毒源をヒキガエルからホタルへと大きく変化させた。このように餌源を分類学的にも生態学的にも大きくかけ離れた動物群に移行させた例は他の生物では知られていない。本研究は、そのような突飛な移行がどのような過程を経て進行してきたかを理解する手がかりを提供する。