日本産ユキガガンボの種多様性の解明と温暖化影響予測

• 研究課題/領域番号: 21F21094
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 審査区分: 小区分64040:自然共生システム関連
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 渡辺 幸三 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
• 研究分担者: KOLCSAR LEVENTE-PETER 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2021-04-28 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2021年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: ガガンボ / 気候変動 / 生物多様性 / 水生昆虫

研究開始時の研究の概要

地球温暖化等の人為影響により，我が国の生態系は急速に劣化している。本研究が対象とするクモガタガガンボ属は「ユキガガンボ」として知られ，形態学的な種の定義が特に困難で未記載種が多く残されている。雪中生息や雪上歩行をするため，温暖化に特に脆弱な生物群とされる。日本広域から成虫標本を採取し，生殖器や口器の形態を記録した後，DNAを抽出して塩基配列を解読する．そして種分化モデルでDNA種の境界を決定し，DNA種と齟齬が見られた形態種を走査型電子顕微鏡で詳細に観察する。また，各種の生息域と年平均気温・積雪量・積雪日数の分布を関係づける生息適正度モデルを構築する。

研究実績の概要

まず、北海道、本州、四国からユキガガンボ標本を採取した。標本の大半は外国人特別研究員が採集し、少数の標本はアマチュア昆虫学者から貸与・寄贈された。また、他の研究者の博物館や個人コレクションから比較標本を入手した。調査した標本は、まず形態学的なグループに分類し、各グループから数個の標本について詳細に調査した。COI遺伝子マーカーのDNA配列の抽出と塩基配列の決定を行った。形態学的および分子生物学的な解析を組み合わせた結果、形態的にも遺伝的にも異なる8種と、遺伝的にのみ同定可能な3種の隠蔽種（未記載種）が存在することが判明した。北海道に生息する4種はより広い分布域を示し、一部の種は極東ロシアでも確認できた。しかし、本州と四国に生息する種は、分布が非常に狭い、あるいは遺伝的に異なる個体群であることから、気候変動や生息地の破壊に対して孤立し、より脆弱であることが示唆された。また、日没後の短い時間だけ活動する種もあれば、一日中雪面にいる種もあり、一日の活動パターンが異なることも観察された。
日本産ユキガガンボの最初のDNAバーコーディングデータベースを構築するために、採取した大量の標本のCOIマーカーの塩基配列を決定し、国際塩基配列データベースのNCBIに登録した。標本は北海道から沖縄までの146地点から収集され、この中から、いくつかの未記載種を含む170種以上に属する550個以上の標本の塩基配列を解読した。
また、日本産ユキガガンボを野外で採集した際には、その他の寒冷適応昆虫群も採集することができた。例えば、岐阜県と愛媛県では、これまで本州と北海道の北部でしか知られていなかった、最近記載された大型のMycomya superniveaを採集できた。これらの記録から、本種はより広く分布し、本州南部や九州の高山に生息している可能性があることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] ?The first record of Chaoborus punctipennis (Say, 1823), an invasive phantom midge (Diptera, Chaoboridae), in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Jukka Salmela, Keita Kuroda, Kota Ishimaru, Kozo Watanabe and Levente-Peter Kolcsar
  • 雑誌名: BioInvasions Records 巻: 12 (1) 号: 1 ページ: 124-135
  • DOI: 10.3391/bir.2023.12.1.11
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New records for the Western Balkans cranefly fauna (Diptera, Tipuloidea) with the description of a new Baeoura Alexander (Diptera, Limoniidae) (2023)
  • 著者名/発表者名: Levente-Peter Kolcsar, Micha Camiel d’Oliveira, Wolfram Graf, Clovis Quindroit, Kozo Watanabe, Marija Ivkovi
  • 雑誌名: ZooKeys 巻: 1157 ページ: 1-42
  • DOI: 10.3897/zookeys.1157.98997
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contribution to the knowledge of Cylindrotomidae, Pediciidae and Tipulidae (Diptera: Tipuloidea): first records of 86 species from various European countries (2023)
  • 著者名/発表者名: Levente-Peter Kolcsar et al.
  • 雑誌名: Diversity 巻: 15(3) 号: 3 ページ: 336-336
  • DOI: 10.3390/d15030336
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Japanese species of Ormosia Rondani (Diptera, Limoniidae): revision of the subgenera Oreophila Lackschewitz and Parormosia Alexander (2022)
  • 著者名/発表者名: Daichi Kato,Kozo Watanabe,Levente-Peter Kolcsar
  • 雑誌名: ZooKeys 巻: 1132 ページ: 127-162
  • DOI: 10.3897/zookeys.1132.86022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Notes on the taxonomic status and distribution of some Cylindrotomidae (Diptera, Tipuloidea), with emphasis on Japanese species (2022)
  • 著者名/発表者名: Kolcs?r Levente-P?ter、Paramonov Nikolai、Imada Yume、Kato Daichi、Gamboa Maribet、Shinoka Dai、Kato Makoto、Watanabe Kozo
  • 雑誌名: ZooKeys 巻: 1083 ページ: 13-88
  • DOI: 10.3897/zookeys.1083.75624
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Contribution to the Knowledge of Limoniidae (Diptera: Tipuloidea): First Records of 244 Species from Various European Countries (2021)
  • 著者名/発表者名: Kolcsar L-P, P. Oosterbroek, D. I. Gavryushin, K. M. Olsen, N. M. Paramonov, V. Pilipenko, J. Stary, A. Polevoi, E. Eiroa, M. Andersson, J. Salmela, C. Quindroit, M. C. dOliveira, E. G. Hancock, J. Mederos, P. Boardman, E. Viitanen and K. Watanabe
  • 雑誌名: Biodiversity Data Journal 巻: 9
  • DOI: 10.3897/bdj.9.e67085
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detailed Description and Illustration of Larva, Pupa, and Imago of Holorusia mikado (Westwood, 1876) (Diptera: Tipulidae) from Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Kolcsar, L-P, D. T. Nakamura, Kato, and K. Watanabe
  • 雑誌名: Biodiversity Data Journal 巻: 9
  • DOI: 10.3897/bdj.9.e58009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Phylogeny and taxonomic revision of Palearctic Cylindrotomidae (Diptera) (2021)
  • 著者名/発表者名: Levente-Peter Kolcsar, Yume Imada, Kozo Watanabe
  • 学会等名: Hungarian Academy of Science: Zootaxonomy - A Memorial Conference of Laszlo Papp
  • 国際学会