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日本固有科である最原始昆虫の遺伝的構造から紐解く複雑な日本列島の形成史との関連性

研究課題

研究課題/領域番号 16J09705
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生態・環境
研究機関信州大学

研究代表者

竹中 將起  信州大学, 総合工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード種分化 / 生物系統地理 / 水生昆虫 / カゲロウ目昆虫 / 種分化連続体 / ハンドメイティング / 系統地理 / 遺伝子 / 隠蔽種 / 系統地理学 / 構造線 / 繁殖実験 / カゲロウ
研究実績の概要

地球上に生息・生育する多種多様な生物は,種分化の産物であると言え,種分化機構の解明は生物多様性の創生機構の解明でもある.ここでの種とは,生物学的種概念に基づき,交配可能な集団で他の集団とは生殖的に隔離している集団を指す.つまり,種分化とは生殖隔離の進化であると言える.種分化機構を解明することは独立する集団がどのようにして分断し,生殖的に隔離され,生物が進化してきたのかを探る,進化生物学の最も重要な課題の一つである.これまでに,多くの研究者を魅了してきたが,長い時間をかけておこる進化的イベントであることもあり,生物学の中でも謎の多い課題であると言われてきた.
本研究では,山岳源流域に適応した日本固有科・ガガンボカゲロウ科に属するガガンボカゲロウに注目した.これまでの研究から,種内に種レベルに匹敵する遺伝的分化した5つの系統群が内包しており,隠蔽種が含まれている可能性を示唆した.そのため,各系統群間が既に種として独立しているのかについて調べるために,交配実験をハンドペアリング法という手法を用いることによって独自に確立した.
そこで,本研究課題において,これらの遺伝系統群間での交配実験を実施し,系統群間での生殖隔離の程度を調べた.その結果,不完全な弱い隔離を示す系統間や,強い隔離,そして完全な生殖隔離を示す系統間までと段階的な状態を示し,まさに「種分化連続体」と呼ばれる状態であることが明らかとなった.つまり,長い時間をかけて繰り広げられる種分化のプロセスを連続的に留めている好例であると言え,現在進行形で進む「種分化」現象の実態を追究し得る.そして,それに伴う生物多様性創出におけるメカニズムを垣間見ることのできる貴重な種であると言えるだろう.これらのことからガガンボカゲロウは,今後の種分化研究における鍵分類群になり得る種群であることを明らかとした.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Ancient origin of a dipteromimid mayfly family endemic to the Japanese Islands and its genetic differentiation across tectonic faults2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 126 号: 3 ページ: 555-573

    • DOI

      10.1093/biolinnean/bly192

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The first establishment of "hand-pairing" breeding method for the most ancestral wing acquired insect group2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka, M., K. Sekine and K. Tojo
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 号: 2 ページ: 136-140

    • DOI

      10.2108/zs180169

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Update on distribution area information of three species of Anisocentropus caddisflies inhabiting the Japanese Islands (Trichoptera: Calamoceratidae)2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Shibata Saki, Shimura N, Ito Tomiko, Tojo Koji
    • 雑誌名

      New Entomologist

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地史の影響を強く反映する水生昆虫類の生物系統地理2019

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 70 ページ: 31-41

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高山帯に特異的に生息するヒナバッタにおける遺伝子解析手法の確立および分子系統地理学的研究2019

    • 著者名/発表者名
      竹中 將起・渡邊通人・東城幸治
    • 雑誌名

      昆虫DNA研究会ニュースレター

      巻: -

    • NAID

      40021857703

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 水生動物からみた琉球列島の生物地理区分:とくに吐喇列島における底生動物相調査とその遺伝構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
    • 雑誌名

      自然保護助成基金成果報告書 25 周年特別記念号

      巻: 特別記念号 ページ: 33-46

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] トビケラ目の高次系統に関するメタゲノム解析研究の現状2018

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中將起
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 53 ページ: 18-22

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Species diversity of insects in Japan: Their origins and diversification processes2017

    • 著者名/発表者名
      Tojo K, Sekine K, Takenaka M, Isaka Y, Komaki S, Suzuki T and Schoville SD
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: in press 号: 1 ページ: 357-381

    • DOI

      10.1111/ens.12261

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 琉球列島・渡嘉敷島におけるタイワンモンカゲロウの初記録2017

    • 著者名/発表者名
      竹中 將起・趙 在翼・東城 幸治
    • 雑誌名

      New Entomologist

      巻: 66 ページ: 30-32

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 茨城県南部地域でのタガメ観察2016

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中將起
    • 雑誌名

      New Entomologist

      巻: 65 ページ: 122-123

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 「平成27年 9 月関東・東北豪雨」による鬼怒川・大洪水後の アカツキシロカゲロウ・ミツトゲヒメシロカゲロウへの影響2016

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中將起
    • 雑誌名

      New Entomologist

      巻: 65 ページ: 119-123

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 第2回生物群横断系統地理ワークショップ2019

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・谷野宏樹
    • 学会等名
      第2回生物群横断系統地理ワークショップ企画
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extremely large genetic differentiation in the mayfly Dipteromimus tipuliformis: an ideal case in elucidation of the mechanisms of speciation (Ephemeroptera; Dipteromimidae).2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The reproductive experiment of the Japanese endemic mayfly family Dipteromimidae showing large genetic differentiation: Elucidation of their speciation mechanisms2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phylogeography of the dipteromimid mayflies which is endemic to the Japanese Islands2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The genetic structure and the molecular phylogeography of Ephemera mayflies2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Kogawara Hiroaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNAから紐解く昆虫の不思議な世界 -昆虫の性の進化-2018

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・関根一希
    • 学会等名
      第78回日本昆虫学会小集会企画
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガガンボカゲロウから紐解く集団の隔離と種分化へのプロセス2018

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      種生物学会 企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 幅広く段階的に遺伝分化した系統群を包含する昆虫種を対象とした繁殖生態・種分化機構 ~ガガンボカゲロウにおける生殖的隔離確立プロセスの究明~2018

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      第65回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的に細分化する日本固有科・ガガンボカゲロウ科における分断  要因-段階のある生殖的隔離の検出-2017

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      第64回日本生態学会東京大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都早稲田)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 紀伊半島での大きく遺伝的分化した種内系統群間での生殖的隔離の有無について~ガガンボカゲロウの系統地理と種分化~2017

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      日本昆虫学会第77回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 千曲-信濃川水系で新規発見されたカワヨシノボリ集団の起源について:分子系統解析による由来推定2017

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・小林建介・柳生将之・谷野宏樹・鈴木智也・東城幸治
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子マーカーを用いた止水棲昆虫のワンド利用およびワンドの接続性-河川生態系における河川ワンド・たまりの機能評価-2017

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・冨田和宏・谷野宏樹・東城幸治
    • 学会等名
      第82回日本陸水学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カゲロウ目昆虫におけるハンドペアリングによる繁殖実験2017

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      2017年度日本動物学会中部支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本列島内で遺伝的に細分化するガガンボカゲロウにおける系統  間の生殖的隔離-種内変異か?-2016

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      第40回水生昆虫研究会養父大会
    • 発表場所
      アサヒロッジ(兵庫県養父)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phylogeography of Pteronarcyidae (Insecta, Plecoptera, Pteronarvyidae)2016

    • 著者名/発表者名
      Takenaka, M. and Tojo, K.
    • 学会等名
      3rd International Symposium of Benthological Society of Asia
    • 発表場所
      FAR EASTERN FEDERAL UNIVERSITY (Vladivostok, Russian)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オオカワゲラ科昆虫類の分子系統地理-日本列島に渡りそびれた  者たちの物語-2016

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      第13回昆虫DNA研究会松本大会
    • 発表場所
      あがたの森文化会館(長野県松本)
    • 年月日
      2016-05-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] The species and genetic diversities of insects in Japan, with special reference to the aquatic insects. In Species Diversity of Animals in Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Tojo, K., Sekine, K., Suzuki, T., Saito, R., & Takenaka, M.
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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