鳥類における卵表面の微細構造と脂質による被覆が適応度に及ぼす影響の包括的評価

研究課題

研究課題/領域番号	22K06395
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
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	東海大学
研究代表者	松井晋東海大学, 生物学部, 准教授 (20727292)
研究分担者	佐藤敦東海大学, 生物学部, 准教授 (80205898)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円) 2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円) 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円) 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード	尾脂腺分泌物 / 抗菌活性 / 抱卵行動 / 雌雄差 / 尾脂腺成分 / 卵表面構造
研究開始時の研究の概要	卵表面で微生物の増殖を抑える効果のある構造（撥水性を高める微細構造など）や親由来の抗菌作用のある物質（尾脂腺分泌物など）は、胚の発育や生存に影響することが予想される。一般的に産卵期は巣に卵が数日間放置され、抱卵期には親鳥は抱卵斑と呼ばれる腹部の皮膚が裸出した部分を卵に接触させて連続的に温め、頻繁に嘴で卵を回転させる転卵行動がみられる。このため鳥類は産卵期と抱卵期との間で卵表面からの細菌などの侵入を防ぐため対抗戦略が異なるという仮説を立てた。本研究では、卵表面の撥水性や脂質による卵表面の被覆が、細菌の増殖を抑制することで、孵化率を上昇させて、適応度に及ぼす影響を包括的に評価する。
研究実績の概要	私達の研究室では、細菌などの微生物から胚を守る最初の防御機構となる鳥類の卵表面の撥水性や産卵後に卵表面を被覆する物質の機能を統合的に理解することをめざす研究に取り組んでいる。これまでの研究では、薄層クロマトグラフィーによってスズメ目鳥類の一種であるシジュウカラの卵表面から尾脂腺（鳥類の尾の付け根にある分泌腺）に由来すると考えられる脂質が検出され、抱卵期から産卵期にかけて、卵を温めるメス親の尾脂腺分泌物が卵表面に移行することが示唆されている。 2022年に引き続き、2023年にも抱卵するメス親と、抱卵しないので卵と接触しないオス親の尾脂腺分泌物の成分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、シジュウカラの尾脂腺分泌物成分には雌雄差があることが示唆された。そこで予備的にメス親の尾脂腺分泌物に抗菌活性があるのかを検証した。この予備実験では、はっきりした結果は得られていないが、尾脂腺分泌物は親の体表面から採取した複数の細菌のうちの一部に、抗菌活性を示す可能性がある。また、インターバルカメラで巣箱内を30分に1回の頻度で長期間撮影し、造巣期からヒナが巣立つまで期間のシジュウカラの詳細な繁殖行動を詳細に分析した結果、産卵期にメス親が夜間に巣に滞在していることが明らかになった。これは産卵期から尾脂腺分泌物が卵表面に徐々に移行していることを示唆するガスクロマトグラフィーの結果と現時点では矛盾していない結果となった。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由これまでの研究で尾脂腺由来の成分がシジュウカラの卵表面に移行することが示唆されているが、シジュウカラの尾脂腺成分の抗菌活性については検証できていなかった。2023年の野外調査ではシジュウカラの雌雄から尾脂腺分泌物を採取し、さらに親の体表面から採取して培養した複数の細菌に対する抗菌活性を予備的に検査することができた。はっきりした結果は得られていないが、親の体表面から採取した複数の細菌のうちの一部に、尾脂腺分泌物は抗菌活性を示す可能性がある。また、尾脂腺分泌物の成分にはアセトンなどの有機溶媒で抽出できる脂質と、抽出されない脂質以外の物質も含まれており、後者の物質で抗菌活性がみられる可能性がある。今後これらの検証をさらに進めていく必要がある。
今後の研究の推進方策	今後は、産卵期と抱卵期のシジュウカラの卵表面から抽出される成分、オスとメスの尾脂腺分泌物に含まれる成分をガスクロマトグラフ質量分析計(GC-MS)により分析することで、尾脂腺成分の雌雄差と、親の尾脂腺分泌物が卵表面に移行する時期を明らかにする。また、昨年度から引き続き、卵表面の脂質や親の尾脂腺分泌物の抗菌作用を解明することを目指す。