2021 Fiscal Year Research-status Report

Test of the "cascade reinforcement" and character displacement on multiple characters of seashore flightless weevils

Research Project

Project/Area Number	19K06790
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	松林圭九州大学, 基幹教育院, 助教 (60528256)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小島弘昭東京農業大学, 農学部, 教授 (80332849)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	形質置換 / 種分化 / 種間相互作用 / 繁殖干渉
Outline of Annual Research Achievements	これまでの研究で、スナムグリヒョウタンゾウムシ（以後スナムグリ）とトビイロヒョウタンゾウムシ（以後トビイロ）の間では、同所的な集団間で異所的な集団間よりも雄交尾器の変異が大きいという生殖的形質置換の存在が明らかにされている。初年度は採集した全国の集団を用いて系統解析と形態比較を行い、この生殖形質の変異が遺伝的なクラスター間で起きているのか、クラスター内部で起きているのかを検証した。二年目以降はより生態学的な調査に重点を置いて両者の微小分布を比較し、同所的な地域では異所的な地域よりもスナムグリが海岸側に偏り、トビイロが陸側に偏る生息地の分化が生じていることが判明した。本年度は交尾器の形態が大きく異なる地域間で交尾実験を行い、形質置換に伴った交尾選択があるかどうかを検証した。この結果、各地域集団それぞれで同型交配の傾向が検出されており、種内でも地理的な集団間では交尾選択があることが判明した。一方、異種との間ではより強い交尾選択があり、これは同所的か異所的かという地理的な状況とはあまり関係がなかった。以上の結果は、種内でも遺伝的に異なるクラスター間の集団を用いて行ったものである。この実験から、交尾時間が種内より種間で顕著に長くなることが判明した。種間交配での卵孵化率はゼロであり、かつ交尾時間が長くなるというデメリットがあることから、同所的な雄交尾器の変異と交尾選択は異種雌との不適応な種間交配（＝繁殖干渉）を避けるために種の違いが増大する方向に進化したものと考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本年度はコロナ禍が深刻であったため採集の予定を変更して、主に飼育交配実験に注力した。これまでの試行錯誤により幼虫の個別飼育の手法を確立してバージンの成虫を得ることが可能になったため、このバージン成虫を使用して相当数の交配選択実験を行った。種間交配の成立頻度、交尾時間、卵孵化率などの重要な基礎情報を得られており、種間交配のコストを算出することが可能になった。一方で、予定していた同所的な地域の内外を含めた中国地方～九州南部地方の採集についてはコロナ禍の影響によってほとんど行えていない。特に同所・異所で両種の微小分布にどれぐらいの違いがあるかについては、一か所につき海岸側～内陸側に至るトランセクト上の複数地点で個体数を計数しなければいけないので、ある程度時間を要する野外調査が必要である。
Strategy for Future Research Activity	以上の状況により助成期間を一年間延長し、本年度に未達成だった野外調査を行う計画にしている。また、予備的に行っていた鞘翅の色彩・輝度測定について、赤外線・紫外線フィルターを取り除いたデジカメを利用した撮影装置が使用できる目途がたったので、これを本格的に運用して、ゾウムシ2種の地域集団とその背景色となる砂の色のマッチングを調査する予定である。
Causes of Carryover	コロナ禍により予定していた地点での十分な調査ができなかったため、期間を一年延長して実施する。また、鞘翅の色彩多型についても未達成部分の測定を予定している。