| 研究課題/領域番号 |
21K19108
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
横山 岳 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20210635)
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| 研究分担者 |
末次 健司 神戸大学, 理学研究科, 教授 (70748839)
伊藤 克彦 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80725812)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 単為発生 / ナナフシ目 / カイコガ科 / 卵巣卵 / 長距離分散 / 鳥類の捕食 / 鳥糞 / 未受精卵 / ヤママユガ科 / 単為生殖 / カイコガ / 染色体構成 / 昆虫の生息域拡大 / 鳥による捕食 / カイコ / ナナフシモドキ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、カイコとナナフシモドキを中心に、鳥に捕食・排泄された卵の発生率やその卵から発生した個体の遺伝形質から、どのようなメカニズムで次世代が生じたのかを解析する。さらに野外での鳥の移動距離情報や昆虫の系統地理情報から、鳥類の捕食を介した次世代の誘導とそれに伴う分布拡大が自然界でどの程度起こっているのかを推定する。本研究は、昆虫の新たな生存戦略を提示するとともに、分散能力の低い昆虫では鳥類の捕食こそが、分布拡大や異なる個体群間での遺伝子交流を促進する要因となるという新しい視点を提供するものである。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、未受精卵を体内に持つ昆虫が鳥に捕食され、排泄された未消化の卵の単為発生率やその単為発生卵から孵化した個体の遺伝形質から、どのようなメカニズムで次世代が生じたのかを解析することである。
鳥類に昆虫の未受精卵が食下された場合、鳥の体温および消化液の酸により未授精卵の単為発生が誘発されると考えられる。そこで、ヒヨドリにクワコの卵巣卵および蛾を摂食させた。その糞中から未消化の卵巣卵を回収した。その結果、卵巣卵では90％以上の卵が回収され、屋外でも未消化でほぼすべての卵巣卵が排泄されていると考えられた。これら糞中から回収した未授精卵696粒から8個体が孵化した（1.1％）。5頭が終齢幼虫まで発育し、そのうち2頭（メス）が成虫化した。１蛾あたり250～350粒の卵巣卵を持っていることから、屋外でヒヨドリにクワコ蛾が丸ごと摂食されると未消化の糞中の未授精卵から2～3個体が孵化すると推定された。
ナナフシの卵が鳥に食べられた際、一部の卵は無傷で排泄され、その後孵化することを実験的に明らかにしているが、このような現象は低頻度でしか起こらないため、自然条件下で実際に分布拡大に寄与しているのかについては未解明なままであった。そこで、ナナフシを日本全国から採集し、その遺伝構造を詳細に調査することで、自然界で実際に長距離分散が起きているかを検討した。
その結果、最大で683km離れた場所で同一のミトコンドリアの配列が確認されるなど、鳥による長距離分散を仮定しなければ説明できないパターンが多数発見された。従来、鳥と昆虫は捕食と被食の関係にあるとされ、鳥に捕食されれば昆虫は子孫もろとも生存の可能性を失うというのが一般的な考えであったが、今回の成果から、移動能力が乏しいナナフシのような昆虫では、鳥に食べられることで、むしろ自身で成しえなかったほどの長距離分散が起こりうることを明らかにした。
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