交尾受容性の進化メカニズムから解き明かす普遍的な性的対立

• 研究課題/領域番号: 18H02507
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分45040:生態学および環境学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松尾 隆嗣 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70301223)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: Drosophila prolongata / 交尾頻度 / 交尾受容性 / 再交尾抑制 / seminal peptides / Drorophila prolongata / 交尾のコスト / テナガショウジョウバエ

研究成果の概要

メスの交尾受容性は、性選択においてオスの形質の進化を左右する一方、それ自身は自然選択の影響下にあり、それゆえ生物進化のかなめとなる形質であるが、その制御メカニズムはほとんど分かっていない。本研究では、他のモデル生物にはない固有の形態や行動特性を持つテナガショウジョウバエを用いて、メスの交尾受容性を変化させる遺伝的・分詞的・生理学的なメカニズムについて明らかにしようとした。その結果、求愛行動によってメスの交尾受容性が操作され、その結果として配偶システムが進化したという珍しい事例が発見された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

性選択を駆動する両輪として、選ばれる側のオスの形質の変異を生み出す仕組みと、選ぶ側のメスの交尾受容性を制御する仕組みが重要である。しかしながら、前者は比較的よくわかっているのに反して、後者についてはほとんど分かっていない。本研究の成果は、メスの交尾受容性に影響を与える様々な要因を見出しただけでなく、それらが引き起こす配偶システムの動的な進化過程についても明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学(米国)
• [国際共同研究] Swiss Federal Institute of Technology(スイス)
• [国際共同研究] Vietnam National Univ. of Agriculture(ベトナム)
• [雑誌論文] Cell-based analysis reveals that sex-determining gene signals in <i>Ostrinia</i> are pivotally changed by male-killing <i>Wolbachia</i> (2023)
  • 著者名/発表者名: Herran Benjamin、Sugimoto Takafumi N、Watanabe Kazuyo、Imanishi Shigeo、Tsuchida Tsutomu、Matsuo Takashi、Ishikawa Yukio、Kageyama Daisuke
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 号: 1 ページ: 293-293
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac293
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fight outcome influences male mating success in Drosophila prolongata (2023)
  • 著者名/発表者名: Naoki Toyoshima, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Journal of Ethology 巻: 41 ページ: 119-127
  • DOI: 10.1007/s10164-023-00778-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reproductive advantage of the winners of male-male competition in Drosophila prolongata (2023)
  • 著者名/発表者名: Amino Kai、Matsuo Takashi
  • 雑誌名: Behavioural Processes 巻: 206 ページ: 104831-104831
  • DOI: 10.1016/j.beproc.2023.104831
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of a past contest on the future winning probability in a hyper‐aggressive fruit fly (2023)
  • 著者名/発表者名: Amino Kai、Matsuo Takashi
  • 雑誌名: Ethology 巻: － 号: 8 ページ: 380-389
  • DOI: 10.1111/eth.13375
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An Indirect Cost of Male-Male Aggression Arising from Female Response (2022)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Yoshimizu, Junichi Akutsu, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 39 号: 6 ページ: 514-520
  • DOI: 10.2108/zs210116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drosophila suzukii preferentially lays eggs on spherical surfaces with a smaller radius (2022)
  • 著者名/発表者名: Junichi Akutsu, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 15792-15792
  • DOI: 10.1038/s41598-022-20022-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of visual stimuli to mating and fighting behaviors of Drosophila prolongata (2022)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Takau, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Entomological Science 巻: 25 号: 4
  • DOI: 10.1111/ens.12529
  • 査読あり
• [雑誌論文] A courtship behavior that makes monandrous females polyandrous (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Minekawa, Kai Amino, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Evolution 巻: 74 号: 11 ページ: 2483-2493
  • DOI: 10.1111/evo.14098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Food availability reverses the effect of hunger state on copulation rate in Drosophila prolongata females (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ando, Toshiki Yoshimizu, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Animal Behaviour 巻: 166 ページ: 51-59
  • DOI: 10.1016/j.anbehav.2020.06.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intra- versus inter-sexual selection on Sexually dimorphic traits in Drosophila prolongata (2020)
  • 著者名/発表者名: Kai Amino, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 37 号: 3 ページ: 210-216
  • DOI: 10.2108/zs200010
  • NAID: 210000180537
  • 査読あり
• [雑誌論文] The adaptive role of a species-specific courtship behaviour in coping with remating suppression of mated females (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuyoshi Minekawa, Takashisa Miyatake, Yukio Ishikawa, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Animal Behaviour 巻: 140 ページ: 29-37
  • DOI: 10.1016/j.anbehav.2018.04.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] <i>piggyBac</i>- and phiC31 integrase-mediated transgenesis in <i>Drosophila prolongata</i> (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Kudo, Takeshi Awasaki, Yukio Ishikawa, Takashi Matsuo
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 巻: 92 号: 6 ページ: 277-285
  • DOI: 10.1266/ggs.17-00024
  • NAID: 130006731267
  • ISSN: 1341-7568, 1880-5779
  • 年月日: 2017-12-01
  • 査読あり
• [学会発表] オウトウショウジョウバエの産卵選好性に関する研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 阿久津純一、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第67回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] 物体検出アルゴリズムを用いた行動アノーテーション (2023)
  • 著者名/発表者名: 渠一村、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第67回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] Preferential oviposition on spherical surfaces with a smaller radius in Drosophila suzukii (2022)
  • 著者名/発表者名: Junichi Akutsu, Takashi Matsuo
  • 学会等名: 15th Japan Drosophila Research Conference
• [学会発表] Contribution of seminal fluid proteins to the evolution of mating systems in Drosophila prolongata (2022)
  • 著者名/発表者名: Motoharu Ito, Kazuyoshi Minekawa, Takashi Matsuo
  • 学会等名: 15th Japan Drosophila Research Conference
• [学会発表] The roles of visual and pheromone signals in the mating and fighting behavior of Drosophila prolongata (2022)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Takau, Yige Luo, Artyom Kopp, Takashi Matsuo
  • 学会等名: 15th Japan Drosophila Research Conference
• [学会発表] 視覚がテナガショウジョウバエの闘争・求愛活性に与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高卯歩実、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第66回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] テナガショウジョウバエにおける隠蔽された単婚性の進化とそのメカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元春、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第66回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] 産卵基質の曲率とオウトウショウジョウバエの産卵選好性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 阿久津純一、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第66回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] 深層ニューラルネットワークによる特徴抽出を利用したチョウ翅模様の類似度定量化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 網野 海、平川 翼、矢後 勝也、松尾 隆嗣
  • 学会等名: 第24回日本進化学会年大会
• [学会発表] Quantification of mimicry resemblance in butterflies using feature extractor of deep neural network (2022)
  • 著者名/発表者名: Kai Amino, Tsubasa Hirakawa, Masaya Yago, Takashi Matsuo
  • 学会等名: Congress of European Society for Evolutionary Biology
  • 国際学会
• [学会発表] テナガショウジョウバエにおける隠蔽された単婚性の進化とそのメカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元春、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第６６回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] テナガショウジョウバエにおける闘争行動と求愛行動の相互作用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 豊嶋直樹、網野海、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第65回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] テナガショウジョウバエにおいて闘争経験が次の闘争にもたらす効果の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 網野海、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第65回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] 新奇求愛行動獲得による配偶システムの進化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 嶺川一喜、網野海、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会
• [学会発表] テナガショウジョウバエを用いたタカ・ハトゲームの再現 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉水敏城、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第39回日本動物行動学会大会
• [学会発表] 評価戦略は個性か？～テナガショウジョウバエにおける種内多様性の解明にむけて～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 網野海、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第22回日本進化学会大会
• [学会発表] 一つの求愛行動が単婚性のメスを多婚性に変化させる (2019)
  • 著者名/発表者名: 嶺川一喜、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 空腹状態がテナガショウジョウバエの交尾行動に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤優樹、吉水敏城、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] 画像トラッキングによるテナガショウジョウバエの長時間・複数個体同時行動解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉水敏城、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] 求愛行動によって単婚性のメスが多婚性にかわる (2019)
  • 著者名/発表者名: 嶺川一喜、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] Genetic basis of female mating receptivity in Drosophila prolongata (2018)
  • 著者名/発表者名: Yurika Hitoshi, Hironobu Uchiyama, Taro Adati, Yukio Ishikawa, Takashi Matsuo
  • 学会等名: 2nd Joint Congress on Evolutionary Biology
  • 国際学会
• [学会発表] 飢餓状態におけるテナガショウジョウバエの交尾活性の変動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤優樹、吉水敏城、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 日本昆虫学会第78回大会
• [学会発表] テナガショウジョウバエにおけるトラッキング技術を用いたなわばり行動の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉水敏城、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 日本動物行動学会第37回大会
• [学会発表] テナガショウジョウバエのメスはなぜ再交尾を受け入れるのか？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 嶺川一喜、石川幸男、松尾隆嗣
  • 学会等名: 日本動物行動学会第37回大会
• [図書] Automated Behavior Analysis Using a YOLO-Based Object Detection System (in Behavioral Neurogenetics, Daisuke Yamamoto Ed.) (2022)
  • 著者名/発表者名: Kai Amino, Takashi Matsuo
  • 総ページ数: 288
  • 出版者: Humana Press
  • ISBN: 1071623206
• [備考] オス間のせめぎあいが求愛行動の進化を促進する？
  • URL: https://sites.google.com/a/utlae.org/jp/home/research/prolongata/lv_remating