2020 Fiscal Year Research-status Report
empirical tests of bet-hedging polyandry hypothesis in female insects
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19K06839
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
安井 行雄 香川大学, 農学部, 准教授 (30325328)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 雌の多回交尾の進化 / bet-hedging / polyandry / evolution |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一般に雄は多くの雌と交尾するほど多くの子供を残せるが、雌は複数の雄と交尾しても（父親が入れ替わるだけで）子供を増やすことはできない。しかし多くの動物で雌は複数の雄と交尾する。この「雌の多回交尾」の進化は行動生態学・進化生態学の重要な研究課題である。
本研究は従来あまり有効でないとみなされてきた両賭け（bet-hedging）仮説を、メタ個体群構造を取り入れた新しい視点から再検討するものである。本年度は理論的解析をさらに進めるとともにフタホシコオロギと新たにコクヌストモドキ実験個体群において理論を検証する実験を実施した。コオロギでは１回交尾させた雌（１雄交尾区）と異なる２～４雄と１回ずつ交尾させた雌（多雄交尾区）との間で卵の孵化率を比較した。実験個体群では有害遺伝子はパージされやすくまた環境変動も小さいため、卵の孵化条件に人工的な環境変動（温度や塩分濃度）を加えた。その結果、算術平均適応度（各母親の繁殖を同一世代内の独立事象とみた場合）では有意差がなかったが、幾何平均適応度（世代ごとに適温・高温に変動する条件で、同一家系が複数世代にわたって繁殖したとみなした場合）では多雄交尾が有利であった。交尾失敗や環境変動による絶滅を回避する保険として多回交尾が機能していることが示唆された。この結果はJournal of Ethology誌に投稿中である(Yasui and Yamamoto 202*)。コクヌストモドキでは放射線によって不妊化した雄を2割程度混入させた雄集団とそれを識別できない雌がランダムに交尾したとき、1雄交尾実験区よりも5雄交尾実験区の卵の孵化率の世代間幾何平均が有意に高いことが検出された。この結果はEcology and Evolution誌に掲載された(Matsumura, Miyatake and Yasui 2021)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
実証研究において2本の論文を出版し、理論研究においては雌の多雄交尾にとどまらず生活史進化まで含めたbet-hedging理論の拡張を行い、また進化生物学のより根源的な課題である有性生殖の進化に研究を拡大させた。これらはそれぞれ1本の論文原稿となり国際学術雑誌に投稿中である。5年の研究期間の前半で4本の論文が生まれたことは予想以上の波及効果である。実験研究においては計画通りの実験を実施でき、おおむね予測と合致する結果が得られている。総合すると計画以上の進展と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は研究計画通りフタホシコオロギでの実験的研究を進めつつ、bet-hedging polyandry理論の更なる検証実験をコクヌストモドキでも行う。特に多回交尾において同時に生じる性選択とbet-hedgingの効果を分離する実験デザインを構築したい。学会での研究発表や論文執筆は成果を受けて適宜行う。
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| Causes of Carryover |
令和２年度は理論研究に不可欠なコンピューターと数理解析ソフトウェア、モデル生物を使った実証実験のための備品・消耗品を購入したが、コロナ禍のため旅費を使う機会がなかった。次年度にはワクチンの普及により通常の研究活動を再開できることを期待して予算を少し残した。
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Research Products
(3 results)
