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2018 年度 実績報告書

日本固有科である最原始昆虫の遺伝的構造から紐解く複雑な日本列島の形成史との関連性

研究課題

研究課題/領域番号 16J09705
研究機関信州大学

研究代表者

竹中 將起  信州大学, 総合工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワード種分化 / 生物系統地理 / 水生昆虫 / カゲロウ目昆虫 / 種分化連続体
研究実績の概要

地球上に生息・生育する多種多様な生物は,種分化の産物であると言え,種分化機構の解明は生物多様性の創生機構の解明でもある.ここでの種とは,生物学的種概念に基づき,交配可能な集団で他の集団とは生殖的に隔離している集団を指す.つまり,種分化とは生殖隔離の進化であると言える.種分化機構を解明することは独立する集団がどのようにして分断し,生殖的に隔離され,生物が進化してきたのかを探る,進化生物学の最も重要な課題の一つである.これまでに,多くの研究者を魅了してきたが,長い時間をかけておこる進化的イベントであることもあり,生物学の中でも謎の多い課題であると言われてきた.
本研究では,山岳源流域に適応した日本固有科・ガガンボカゲロウ科に属するガガンボカゲロウに注目した.これまでの研究から,種内に種レベルに匹敵する遺伝的分化した5つの系統群が内包しており,隠蔽種が含まれている可能性を示唆した.そのため,各系統群間が既に種として独立しているのかについて調べるために,交配実験をハンドペアリング法という手法を用いることによって独自に確立した.
そこで,本研究課題において,これらの遺伝系統群間での交配実験を実施し,系統群間での生殖隔離の程度を調べた.その結果,不完全な弱い隔離を示す系統間や,強い隔離,そして完全な生殖隔離を示す系統間までと段階的な状態を示し,まさに「種分化連続体」と呼ばれる状態であることが明らかとなった.つまり,長い時間をかけて繰り広げられる種分化のプロセスを連続的に留めている好例であると言え,現在進行形で進む「種分化」現象の実態を追究し得る.そして,それに伴う生物多様性創出におけるメカニズムを垣間見ることのできる貴重な種であると言えるだろう.これらのことからガガンボカゲロウは,今後の種分化研究における鍵分類群になり得る種群であることを明らかとした.

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Ancient origin of a dipteromimid mayfly family endemic to the Japanese Islands and its genetic differentiation across tectonic faults2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 126 ページ: 555-573

    • DOI

      10.1093/biolinnean/bly192

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The first establishment of “Hand-pairing” breeding method for the most ancestral wing acquired Insect group2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Sekine Kazuki, Tojo Koji
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 ページ: 136-140

    • DOI

      10.2108/zs180169

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Update on distribution area information of three species of Anisocentropus caddisflies inhabiting the Japanese Islands (Trichoptera: Calamoceratidae)2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Shibata Saki, Shimura N, Ito Tomiko, Tojo Koji
    • 雑誌名

      New Entomologist

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地史の影響を強く反映する水生昆虫類の生物系統地理2019

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
    • 雑誌名

      生物科学

      巻: 70 ページ: 31-41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高山帯に特異的に生息するヒナバッタにおける遺伝子解析手法の確立および分子系統地理学的研究2019

    • 著者名/発表者名
      竹中 將起・渡邊通人・東城幸治
    • 雑誌名

      昆虫DNA研究会ニュースレター

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] 水生動物からみた琉球列島の生物地理区分:とくに吐喇列島における底生動物相調査とその遺伝構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中 將起・谷野宏樹
    • 雑誌名

      自然保護助成基金成果報告書 25 周年特別記念号

      巻: 特別記念号 ページ: 33-46

  • [雑誌論文] トビケラ目の高次系統に関するメタゲノム解析研究の現状2018

    • 著者名/発表者名
      東城幸治・竹中將起
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 53 ページ: 18-22

  • [学会発表] 第2回生物群横断系統地理ワークショップ2019

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・谷野宏樹
    • 学会等名
      第2回生物群横断系統地理ワークショップ企画
  • [学会発表] Extremely large genetic differentiation in the mayfly Dipteromimus tipuliformis: an ideal case in elucidation of the mechanisms of speciation (Ephemeroptera; Dipteromimidae).2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
    • 国際学会
  • [学会発表] The reproductive experiment of the Japanese endemic mayfly family Dipteromimidae showing large genetic differentiation: Elucidation of their speciation mechanisms2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
    • 国際学会
  • [学会発表] Phylogeography of the dipteromimid mayflies which is endemic to the Japanese Islands2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The XV International Conference on Ephemeroptera and XIX International Symposium on Plecoptera
    • 国際学会
  • [学会発表] The genetic structure and the molecular phylogeography of Ephemera mayflies2018

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Masaki, Kogawara Hiroaki, Tojo Koji
    • 学会等名
      The 4th Symposium of Benthological Society of Asia
    • 国際学会
  • [学会発表] DNAから紐解く昆虫の不思議な世界 -昆虫の性の進化-2018

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・関根一希
    • 学会等名
      第78回日本昆虫学会小集会企画
  • [学会発表] ガガンボカゲロウから紐解く集団の隔離と種分化へのプロセス2018

    • 著者名/発表者名
      竹中將起・東城幸治
    • 学会等名
      種生物学会 企画シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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