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2020 年度 実施状況報告書

昆虫類の基部分岐での受精様式の多様性―昆虫類の初期進化のさらなる洞察のために-

研究課題

研究課題/領域番号 19K06821
研究機関筑波大学

研究代表者

町田 龍一郎  筑波大学, 生命環境系(特命教授), 特命教授 (50199725)

研究分担者 増本 三香  北里大学, 一般教育部, 講師 (60458742)
福井 眞生子  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (90635872)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード昆虫類 / 無翅昆虫類 / 受精 / 卵門 / 卵殻 / 陸上進出 / 進化 / 比較発生学
研究実績の概要

本研究は、昆虫類6主要系統群の初期卵を詳細に検討することで受精様式の多様性を明らかにし、昆虫類での受精様式の進化的変遷を構築、昆虫類の初期進化を議論するものである。昆虫類の6主要系統群のうち、無翅昆虫類であるカマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目、イシノミ目、シミ目の5群が検討対象となる(必要に応じ、確立した受精様式を獲得している有翅昆虫類も対象とする)。研究の実際では、各群について、1)十分な個体数のカルチャーを構築、2)繁殖期に産卵個体をピックアップ、3)受精が起こるだろう場所である受精嚢開口のある輸卵管末端を、卵が通過するタイミングを見計らって産卵個体を瞬時に固定、試料とし、4)組織学的検討を行うことになる。
全5群のカルチャーのノウハウは確立しているので、前年度、カマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目の検討を試みたが、小さなサイズゆえに受精のタイミングを計ることができなかった。そこで、今年度は、サイズの大きなイシノミ目に力を注ぐことにした。しかし、コロナウィルスの蔓延からフィールドである静岡に採集に赴くことができず、結局、研究分担者に松山の材料を送ってもらうしかなかった。50余匹を得たものの、タイミングを逸したことにより、十分な産卵行動を観察できなかった。
この段階で検討可能な材料はカルチャー中のシミ目に限られてしまった。材料であるマダラシミは35度の恒温が必要なので、温度を保ちながら産卵を観察できる飼育環境を整える必要がある。これに対応できるインキュベーターを工夫することはできたが、未だに材料のシミの産卵を目撃できたのは数回に限られ、組織学的検討を行えなかった。
十分な成果は得られなかったが、上記の失敗は次年度以降の研究計画立案にとって重要な情報である。また、有翅昆虫類の発生学、系統学に関する論文を5編、昆虫類の外群である多足類の系統に関する論文1編を発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

「研究実績の概要」で述べたように、期待したような成果は得られなかった。考えられる理由は下記のとおりである。
イシノミ目に関しては、繁殖期の5・6月に材料を入手できなかったことに尽きる。急遽、7月に松山の材料を取り寄せたが、繁殖期のピークは越しており好結果が得られなかった。
シミ目に関しては、前年度、失敗に終ったが、それはマダラシミが35度という飼育温度を要求するために、個体のチェックが不十分になったせいで、産卵個体が見出せなかったことに因った。そのため、今年度はインキュベータの工夫を行ったが、やはり失敗であった。

今後の研究の推進方策

対象5群のうち、カマアシムシ目に関しては、産卵個体に巡り会えることを期待して、採卵作業を継続する。この作業の際には、手元に固定液を満たした小シャーレを置き、産卵個体に巡り会えたら、それを即座に固定液に投入する。このような一見不作為に見える今後ではあるがこれ以外の方策は考えられない。
イシノミ目に関しては、ベストシーズンに採集、飼育を行い、産卵行動を行う数多くの雌に出会えるようにする。
シミ目に関しては、前年度、机上の小型インキュベーターで絶えず監視、これにより産卵直後の卵を数多く得るようにするとの方法を考えた。しかし、ストック個体群では多くの卵が得られるにもかかわらず、小型インキュベーターでの飼育では、ほとんど産卵行動を観察することができなかった。理由は監視がストレスになったことではないかと考えられた。シミ目は通年繁殖するので、色々な工夫を繰り返すことにする。

次年度使用額が生じた理由

研究分担者 増本三香北里大学講師は、次年度に備品購入を予定しており、また、研究代表者の研究室に訪れて電子顕微鏡を使用する頻度が次年度増加する予定なので、そのためより多くの旅費が必要となる。これらのことから、本年度の助成金と翌年度に請求した助成金を合わせて使用計画を考えることとした。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Vienna(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      University of Vienna
  • [国際共同研究] University of Cologne/Zoological Research Museum A Koenig/University of Giessen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Cologne/Zoological Research Museum A Koenig/University of Giessen
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] CSIRO/Department of State Growth, Tasmania(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      CSIRO/Department of State Growth, Tasmania
  • [国際共同研究] China Agricultural University/GrandOmics(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      China Agricultural University/GrandOmics
  • [国際共同研究] University of Lausanne(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Lausanne
  • [雑誌論文] Egg structure of five antarctoperlarian stoneflies (Insecta: Plecoptera, Antarctoperlaria)2021

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo、Smith Brian J.、Machida Ryuichiro
    • 雑誌名

      Arthropod Structure & Development

      巻: 60 ページ: 101011~101011

    • DOI

      10.1016/j.asd.2020.101011

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thickened Serosa and Serosal Cuticle Formed beneath the Embryo in Eight Arctoperlarian Stoneflies (Insecta, Plecoptera)2021

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo and Machida Ryuichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of the Arthropodan Embryological Society of Japan

      巻: 53 ページ: 9-13

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] How old are dragonflies and damselflies? Odonata (Insecta) transcriptomics resolve familial relationships2020

    • 著者名/発表者名
      Kohli Manpreet、Letsch Harald、Greve Carola、Bethoux Olivier、Deregnaucourt Isabelle、Liu Shanlin、Zhou Xin、Donath Alexander、Mayer Christoph、Podsiadlowski Lars、Machida Ryuichiro、Niehuis Oliver、Rust Jes、Wappler Torsten、Yu Xin、Misof Bernhard、Ware Jessica
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.07.07.191718

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative transcriptomics of ice‐crawlers demonstrates cold specialization constrains niche evolution in a relict lineage2020

    • 著者名/発表者名
      Schoville Sean D.、Simon Sabrina、Bai Ming、Beethem Zachary、Dudko Roman Y.、Eberhard Monika J. B.、Frandsen Paul B.、Kuepper Simon C.、Machida Ryuichiro、Verheij Max、Willadsen Peter C.、Zhou Xin、Wipfler Benjamin
    • 雑誌名

      Evolutionary Applications

      巻: 14 ページ: 360~382

    • DOI

      10.1111/eva.13120

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reproductive biology and embryonic development of Nocticola sp. (Blattodea: Nocticolidae)2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita, M., C.-Y. Lee. and R. Machida
    • 雑誌名

      Arthropod Systematics and Phylogeny

      巻: 78 ページ: 393-403

    • DOI

      10.26049/ASP78-3-2020-03

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Four myriapod relatives ? but who are sisters? No end to debates on relationships among the four major myriapod subgroups2020

    • 著者名/発表者名
      Szucsich N, U.、Bartel D.、Blanke A.、Boehm A.、Donath A.、Fukui M.、Grove S., Liu S.、Macek O.、Machida R.、Misof .Bl、Nakagaki Y.、Podsiadlowski L.、Sekiya K.、Tomizuka S., Von Reumont B., M.、Waterhouse R. M.、Walzl M.、Meng G.、Zhou X.、Pass G.、Meusemann K.
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biology

      巻: 20 ページ: 144-144

    • DOI

      10.1186/s12862-020-01699-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] 昆虫比較発生学教室 町田研究室へようこそ!

    • URL

      http://www.sugadaira.tsukuba.ac.jp/machida/mushi.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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