2019 Fiscal Year Research-status Report
寄生生態と初期発生様式から探るハナゴウナ科腹足類の多様化プロセス
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19K16221
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| Research Institution | Meguro Parasitological Museum |
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Principal Investigator |
高野 剛史 公益財団法人目黒寄生虫館, その他部局等, 研究員 (50794187)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 寄生 / 腹足類 / 棘皮動物 / 種多様性 / 初期発生 / DNAバーコーディング / 分子系統解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
寄生生物は地球上のあらゆる環境で普遍的にみられ、高い種多様性を示す。その多様化過程には宿主転換や宿主特異性の獲得が重要とされるが、多くの海産系統で進化史は未解明である。棘皮動物を宿主とする寄生性巻貝であるハナゴウナ類は、形態的・生態的多様性が極めて高く、寄生進化の研究対象として興味深い。一方、正確な種多様性の把握に至っておらず、寄生生態にも不明な点が多い。本研究では、ハナゴウナ類の網羅的サンプリングを実施し、遺伝子と形態情報により分類を整理、系統関係および各種の宿主利用・分散能力・地理的分布を検討することで、海洋における寄生生物多様化プロセスの解明を目指す。
本年度は、これまでに採集したハナゴウナ類および貸与を受けた博物館標本を対象にDNAバーコーディングを行い、殻形態・寄生生態との対比を進めた。宿主不明の複数種について、消化管内に残るDNAを解析し宿主を同定した。あわせて国内外で野外調査を行い、新規サンプルの収集に努めた。特に、ニューカレドニアにおいて約一か月間行われた国際的な生物多様性調査へ参加し、大きな成果をあげた。これらにより、同科貝類の種多様性ならびに各種の宿主利用と地理的分布について多くの新知見を得た。このうち、千島・カムチャッカ海溝の深海・超深海帯におけるハナゴウナ類を含む腹足類の多様性、および日本近海の漸深海帯から採集されたブンブク寄生性の新種について、それぞれ論文化した。またDNA解析の結果、殻形態から分散能力が高いと推定されたハナゴウナ類において、5000 km以上離れた地点間でも遺伝的分化が検出されないケースがあった。これらの種では、広範囲で均質な集団を維持していることが示唆された。
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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
本年度は、これまでに採集したハナゴウナ類および貸与をうけた博物館標本を対象に、ミトコンドリアDNAのCOI領域を用いたバーコーディングを実施した。系統樹上で認識された各OTUに対し、宿主および遺伝的多様性を検討し、あわせて原殻形態を実体顕微鏡により観察した。寄生生態の直接的な観察が困難な種については、棘皮動物特異的に設計したプライマーを用いて貝の消化管内に残るDNAを解析し、宿主同定を試みた。国内外の浅海種を中心に解析を進め、特にセトモノガイ属で多数の隠蔽種の存在が示唆され、遺伝子情報と殻形態をあわせ種判別に有用な形質を選定、同定の基盤を構築した。宿主情報との対比により、スペシャリストと考えられていた複数の寄生貝が、実際には幅広い宿主を利用していることも明らかになった。またカギモチクリムシ属・コノワタヤドリニナ属・セトモノガイ属などの種において、5000 km以上離れた地点から同種が得られ、一部では両地点の個体間に遺伝的差異がみられなかった。これらは高い分散能をもち、広範囲で遺伝的に均質な集団を維持していると考えられた。
上記進捗のほか、新規サンプルの収集にも努めた。南西諸島で複数回の野外調査を実施し、またニューカレドニアにおいて約一か月間行われた国際的な生物多様性調査へ参加した。得られたサンプルは現在解析中であり、次年度も継続する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は、引き続きハナゴウナ類のDNAバーコーディングを行うとともに、各種1個体について他遺伝子領域（核28S rDNA、18S rDNA、Histone H3、ミトコンドリア12S rDNA、16S rDNA）の配列取得を進める。各領域の増幅に用いるプライマーは検討済みであり、速やかに着手できる。バーコーディングに際し、広大な地理的分布を示す種を対象に、解析個体数・地点を増やし遺伝的分化の有無を詳細に検討、原殻形態と寄生生態をあわせ対比する。原殻形態は、多くの種で実体顕微鏡での観察が可能であった。今後、後成殻との境界が不明瞭な種を対象に、電子顕微鏡観察を実施する。
本年度の研究により、インド西太平洋において、ナマコ寄生性のセトモノガイ属貝類の種および生態的多様性が極めて高いことが明らかとなった。次年度は、同属貝類の採集・生態調査を重点的に行う計画である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じたのは、遺伝子解析に際し試薬量を削減したプロトコルを用いたこと、ならびに2019年8月にアメリカで開催された国際軟体動物学会への参加を見送ったことによる。翌年度分として請求した助成金は、ハナゴウナ類の生態情報取得を目的とした野外調査、および主にタイプ標本観察のための博物館調査旅費に充てる。また、2019年10～11月にかけてニューカレドニアで実施された生物多様性調査の標本は、令和2年度中にパリ自然史博物館より貸与を受ける予定である。これらの遺伝子解析を効率よく遂行するため、実験用設備・消耗品を購入する。
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