| 研究課題/領域番号 |
19K06821
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45030:多様性生物学および分類学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
町田 龍一郎 筑波大学, 生命環境系, 客員研究員 (50199725)
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| 研究分担者 |
増本 三香 北里大学, 一般教育部, 講師 (60458742)
福井 眞生子 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (90635872)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 昆虫類 / 無翅昆虫類 / 受精 / 卵門 / 卵殻 / 陸上進出 / 比較発生学比較生殖学 / 比較生殖学 / 進化 / 比較発生学 / 昆虫 / 系統進化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
昆虫類の「陸上進出」にあって強靭な卵膜である「卵殻」は大いに役立ったが、受精にとっては大きな障害となった。この問題は、昆虫の大部分を占める有翅昆虫類においては卵門を獲得することで解決されたが、原始的な無翅昆虫類では、シミ目が有翅昆虫類の卵門の初原とも考えられる卵殻開口部が見出されるものの、他群では、「卵殻形成前に受精が行われる」、「卵殻が硬化するまでの間に精子が卵内に侵入する」などの可能性が認められるのみである。本研究の目的は、無翅昆虫類各群の初期卵を組織学的に詳細に検討することで受精様式の多様性を明らかにし、昆虫類での受精様式の進化的変遷を構築、昆虫類の初期進化を議論することにある。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、昆虫類6主要系統群、すなわちカマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目、イシノミ目、シミ目の無翅昆虫類5目と、昆虫類の99％を含む昆虫を大繁栄に導いた有翅昆虫類を検討することで、昆虫類での配偶行動、受精様式を議論し、昆虫類の初期進化を再構築しようとするものである。研究の実際では、各群について、１）配偶行動を観察、検討、２）産卵直後卵を固定し受精過程の概略を把握、２）さらに繁殖期に産卵個体をピックアップし受精が起こるであろうタイミングを見計らって産卵個体を瞬時に固定、受精の詳細を組織学的に検討することになる。
有翅昆虫類を含む昆虫類の大部分を構成する外顎類、その最原始系統群であるイシノミ目の産卵直後卵を観察した。それらはすべて第一成熟分裂中期であったが、卵殻は産卵後30分で硬化することが明らかになった。このことから、産卵後に精子が卵殻を通り受精が起こる有翅昆虫類とは異なり、少なくともイシノミ目段階では、受精は産卵以前に母体内で起こる可能性が高いと推論された。
イシノミ目のヤマトイシノミモドキ亜科において、無翅昆虫類で初めてとなる、交尾器の把持による移精を確認することができた。すなわち、昆虫類の陸上進出の成功に大いに貢献したであろう、有翅昆虫類の交尾器の接合による移精の初原型が確認されたことになる。現在、動画を元にした移精方法の一連の図版作成も完了し、論文作成中である。
上記した項目に関しては検討進行中あるいは論文作成中である。その他としては、原始的な昆虫類の比較発生学的検討に関し、原著論文一編、報文2編、口頭発表論文6編を公表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
他の無翅昆虫類に関しては特筆できる成果は得られなかったが、イシノミ目に関して、受精が産卵以前に起こるであろうことが推論された点は新たな成果である。しかし、十分な数の産卵直後卵を得ることができなかったので、侵入した精子あるいは雄性前核を確認できず、明確な結論には至らなかった。
受精のテーマについてはこのような進捗であった一方で、イシノミ目の中で、有翅昆虫類で獲得された配偶様式、すなわち交尾器を接合する「交尾」の原型と理解できる、雄が陰茎で雌の産卵管を把持するという配偶行動が確認されたことは、大きな進捗であった。これに関しては解析もほぼ終わり、論文執筆に入っている点はポジティブな内容である。
以上の点を総合的に勘案し、「遅れている」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
イシノミ目の受精に関しては、産卵以前での受精が示唆されたので、母体内の卵母細胞の詳細な組織学的検討に焦点を移す。それ以外の無翅昆虫類に関しては詳細な組織学的検討を進めて端緒を掴む。特に、カマアシムシ目卵の卵門様構造を走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡で厳密に検討することで、カマアシムシ目卵の詳細な検討を進め、昆虫類の受精様式の進化という観点からの議論も進める。
イシノミ目の配偶行動については年度の早い時期に投稿し、成果の公表を行う。
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