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新規「胎生システム」を獲得した可能性が高い昆虫の極めて特殊な発生に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K19361
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
研究機関信州大学

研究代表者

東城 幸治  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (30377618)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード昆虫 / 胚発生 / 胎生 / カゲロウ / 適応放散 / 卵黄タンパク質 / 栄養供給 / 栄養の再吸収 / 繁殖システム / 発生 / 新規の胎生 / 卵胎生 / 人工授精 / ハンドペアリング / 進化
研究成果の概要

フタバカゲロウは汎世界的に生息するカゲロウ類である。広域分布を遂げた背景には、人工的な水たまりも含めた幅広い水環境への適応と、単為生殖能力や卵胎生の獲得などが考えられてきた。

本研究では、まず本種の系統進化学的解析を実施し、日本列島や朝鮮半島の系統が派生的で、特異な種内系統であることを明らかにした。加えて、日本列島の系統には単為生殖能力がなく、発生様式も極めて特異であることを明らかにした。卵胎生ではなく、母体から栄養供給を受ける胎生である可能性を示唆した。また、従来知られているような昆虫類の胎生のどのタイプとも異なる、新規の胎生である可能性を示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球上で最も種多様性が高い昆虫類には、多様な形態や生態がよく知られている。しかしながら、系統の存続に強く影響する繁殖システムについては保存性が高く、一部の特殊な昆虫類に、卵胎生や胎生が知られる程度で、基本的には卵生が大多数を占めている。

この研究で注目したフタバカゲロウは最も身近な昆虫の一種で、学校の水泳プールなどにも生息し、北半球を中心に汎世界的に分布する普通種であるが、少なくとも本種の日本列島系統では、新規「胎生」という、特殊な発生様式をもつことが明らかとなった。これは、昆虫における多様性の理解や進化における神秘性に一石を投じる成果と言える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Possibility of undeveloped egg absorption during embryogenesis: A unique phenomenon observed in the ovoviviparous mayfly Cloeon diipterum2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Yano and Koji Tojo
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 38 号: 1 ページ: 20-25

    • DOI

      10.2108/zs200098

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of the effectiveness of a “hand-pairing” cross-breeding experiment in Ephemeroptera2019

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

      Zoosymposia

      巻: 16 ページ: 210-217

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genealogical position of Japanese populations of the globally distributed mayfly Cloeon dipterum and related species (Ephemeroptera, Baetidae): A molecular phylogeographic analysis2019

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

      Zoological Science

      巻: 36 号: 6 ページ: 479-489

    • DOI

      10.2108/zs190049

    • NAID

      210000161138

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular phylogeography of insects in the East Asian region: The deep phylogenetic relationship between the Korean Peninsula and the Japanese Islands2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Tojo
    • 学会等名
      Korean Entomological Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 昆虫の発生システムにおける多様性: フタバカゲロウの特殊な発生システム2019

    • 著者名/発表者名
      谷野宏樹・東城幸治
    • 学会等名
      日本昆虫学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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 M and Tojo K
    • 学会等名
      International Joint Meeting 2018 of 15th Internationa COnference on Ephemeroptera and 19th International Symposium on Plecoptera, Brazil
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unique reproductive strategy on a worldwide distribution mayfly, Cloeon dipterum (Ephemeroptra: Baetidae): Proposal for a new type of insect viviparity2018

    • 著者名/発表者名
      Yano K and Tojo K
    • 学会等名
      International Joint Meeting 2018 of 15th Internationa COnference on Ephemeroptera and 19th International Symposium on Plecoptera, Brazil
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 M and Tojo K
    • 学会等名
      4th International Symposium of the Benthological Society of Asia, Nanjin, China
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genetic diversity of Cloeon species in East Asia: With special reference to the specific of Cloeon dipterum.2018

    • 著者名/発表者名
      Yano K and Tojo K
    • 学会等名
      4th International Symposium of the Benthological Society of Asia, Nanjin, China
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 河川生態系の調査・分析方法2019

    • 著者名/発表者名
      5章 生き物の内部情報から全体を見渡(pp.293-327)
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065169995
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 第4章 交わりの義:交配相手をめぐる熾烈な争い(大場裕一編 「昆虫たちの不思議な性の世界 -進化するムシたちのラブストーリー)」2018

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・関根一希
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      一色出版
    • ISBN
      9784909383037
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 第6章 男の仕事・女の仕事:多様な繁殖様式と子育て、そして社会性の進化(大場裕一編 「昆虫たちの不思議な性の世界 -進化するムシたちのラブストーリー)」2018

    • 著者名/発表者名
      東城幸治
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      一色出版
    • ISBN
      9784909383037
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 信州大学 学術オンラインシステム SOAR 研究者総覧 東城幸治

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCcebhLh.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 学術オンラインシステム SOAR 東城幸治

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCcebhLh.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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