オサムシの進化における形態多様化の不連続性とタイプスイッチングの検証

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13575013
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 岡本 宗裕 鳥取大学, 農学部, 助教授 (70177096)
• 研究分担者: 金 衝坤 国立遺伝学研究所, 進化遺伝学研究部門, COE外国人研究員 ; 蘇 智慧 JT生命誌研究館, 研究員 (40396221) ; 八木 孝司 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (80182301) ; 大澤 省三 名古屋大学, 理学部, 名誉教授
• キーワード: オサムシ / 分子系統進化 / 形態多様化 / タイプスイッチング / カブリモドキ / ミトコンドリア / ロシア

研究概要

平行放散進化は、はじめはオオオサムシ亜属で見いだされた現象だが、その後カブリモドキ亜属をはじめ、クビナガオサムシ亜属やクロナガオサムシ種群でも同様な現象が見いだされている。このことから、平行放散進化はオサムシの多様化の過程で一般的にみられる現象なのではないかと推察している。最近我々は、カブリモドキ亜属においても同様の現象が見られることを見いだした。本研究は、このカブリモドキ亜属に見られる形態多様化の過程を再現し、「平行放散進化説」と「タイプスイッチング仮説」を検証することを目的としている。
今年度はまず大陸のサンプルが必要だったため、ロシアのウラジオストック周辺でアオカブリモドキとヤンコフスキィカブリモドキを採集した。ついで、カブリモドキと同様の現象が認められるアイヌキンオサムシについて検討するため、北海道においてアイヌキンオサムシを採集した。
近縁種を加えてミトコンドリアND5遺伝子の分子系統を調べたところ、頭部の形態がかなり特異なクバーニュカブリモドキを含めて、カブリモドキ亜属全体は単系統としてまとまった。カブリモドキ亜属内での分岐を見てみると、分岐の開始はマイマイカブリの場合とほぼ同じおよそ1400万年前で、まず大きく3つのグループに分かれることが明らかとなった。このことより、カブリモドキに見られる形態の多様化は、マイマイカブリで見られる"静の進化"とは対照的に、極めて短期間におこった現象と考えられた。各グループ内の種構成を見てみると、ほとんどの種が1グループに属している一方で、アオカブリモドキとヤンコフスキィカブリモドキはどのグループにも見られ、容易には解釈できないような系統関係を形成していた。一方核のDNAに関しては、ITS領域、Wingless遺伝子等について検討したが、ND5遺伝子以上に複雑な関係となり、各種間の系統関係は全く推定できなかった。

研究成果

• [文献書誌] Imura Y., Okamoto M.: "Records of sixteen Cychrini and Carabini (Cleoptera, Carabidae) from Sichuan and Gansu, China, with Descriptions of Six New Subspecies"Erytra. 31・1. 253-261 (2003)
• [文献書誌] Su, Z-H., Imura, Y., Okamoto, M., Osawa, S.: "Pattern of phylogenetic diversification of the Cychrini ground beetles in the world as deduced mainly form sequence comparisons of mitochondrial genes"Gene. 326. 43-57 (2004)
• [文献書誌] Su, Z-H., Imura, Y., Okamoto, M., et al.: "Phylogeny and evolution of Digitulati ground beetles (Coleoptera, Carabidae) inferred from mitochondrial ND5 gene sequences"Molecular Phylogenetics and Evolution. 30. 152-166 (2004)
• [文献書誌] 永幡嘉之, 岡本宗裕: "鳥取大学蒜山演習林のオサムシ相(第2報)"鳥取大学農学部演習林研究報告. 28. 37-42 (2004)
• [文献書誌] 永幡嘉之, 秋田勝巳, 岡本宗裕: "鳥取大学蒜山演習林およびその周辺で採集したナガゴミムシ類"鳥取大学農学部演習林研究報告. 28. 69-71 (2004)