2021 Fiscal Year Research-status Report

遺伝子流動を伴う環境下における平行的な適応進化と適応阻害

Research Project

Project/Area Number	20K06822
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	高橋佑磨千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (00707622)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	適応 / 河川
Outline of Annual Research Achievements	生物集団は進化を通じて、生息する環境に適応する。環境が空間的に連続して変化する場合、その環境勾配に沿って表現型が連続的に変化することになる。このとき、緯度勾配のように環境の勾配が空間的に緩やかに生じるならば、個体が移動・分散によって著しく異なった環境に移動することはないが、標高勾配のように急峻な場合には、短距離の分散でも個体が大きく異なった環境に移動してしまい、適応度を低下させるリスクが大きくなるはずだ。したがって、急峻な環境勾配に沿って生息する生物では、移動を抑制するための表現型が進化する可能性がある。河川は、標高に沿って急峻な環境勾配が存在すると同時に、水流によって上流から下流へ個体の移動が起こりやすいシステムである。そのため、河川に生息する生物は、水流の影響を受けにくい形態や水流に対抗して上流方向に移動する能力などが進化しているかもしれない。そこで本研究では、陸水の幅広い環境に生息するカワニナ類を用いて、殻形態や吸着力、移動能力に見られる流水適応の有無を検証することを目的とした。まず、カワニナ類の殻形態の比較を行なうため、写真データをもとに、螺塔の縫合に6点の相同な点をとり、ランドマーク法にもとづく形態幾何学的解析を行なった。その結果、止水や緩流に生息する種ほど細長い殻形態になっていることがわかった。また、急峻である河川内において、勾配が急な地点の集団ほど殻形態が丸い傾向が見られた。次に、脚の接地面積を求めたところ、標高が高い地点に生息する個体ほど殻の大きさに対して接地面積が大きくなった。最後に、実験室環境で産出した川内川由来の稚貝を用いて、個体の移動速度を測定したところ、流れの速い地点に由来する個体ほど移動速度が速い傾向がみられた。これらの結果は、カワニナ類において、殻形態と移動能力に関して流水適応が存在していることを示唆している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究では、流程に沿った適応進化の実態を明らかにするため、形態や行動に加え、体内時計の進化に着目して研究を展開している。２年目までに形態や行動に関する解析は概ね終え、今後は、体内時計の研究にシフトしていく。いずれも計画どおりである。また、関連する論文も出版することができた。
Strategy for Future Research Activity	今後は、下流域の感潮域における概潮汐リズムの獲得やその遺伝基盤に関する研究を重点的に進めていく。
Causes of Carryover	天候や新型コロナウイルスの影響でサンプリングの回数が減少したため。