| 研究課題/領域番号 |
19K06821
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
町田 龍一郎 筑波大学, 生命環境系, 客員研究員 (50199725)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 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 |
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| 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、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。
無翅昆虫類であるカマアシムシ目、トビムシ目、コムシ目、イシノミ目においては卵殻に卵門はないと理解されてきた。しかしながら、カマアシムシ目卵を検討したところ、卵殻に卵門と思しき構造を発見した。詳細な検討が必要であり、昆虫類の受精様式の進化的変遷のシェマを改訂すべき可能性が出てきた。
イシノミ目で、輸卵管末端を通過するタイミングで卵を固定することを試みたが、成功に至らなかった。そのため、産卵後の時間が分単位で正確に判る卵を揃え、それらの組織切片を作成、卵膜を精子が通過する過程を観察するとの計画変更を行った。そして、このような卵を数十個得ることができた。今後の検討に供する。
さらにイシノミ目に関しては、その派生系統群である極東固有のセイヨウイシノミモドキ科の生殖行動を解析したところ、無翅昆虫類では極めてまれな交尾器を直接合わせる配偶を行うことが明らかになった。受精様式の進化に関わる考察にヒントを与える可能性もある。現在論文作成を計画中である。
上記してきた項目に関しては論文公表には至っていないが、原始的有翅昆虫類の系統進化に関しては論文2編を発表した。
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| 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
卵門が確認されているシミ目、有翅昆虫類では、この卵門を精子が通過することで受精が完了するが、それ以外の無翅昆虫類では卵門が確認されていないことから、精子が卵殻硬化以前に卵内に侵入することで受精が起こるとの仮説をたて、本研究を計画した。しかしながら、本年、カマアシムシ目で卵門様構造が確認された。これは本研究でのみならず、昆虫生殖学、昆虫の陸上進出の議論においても、たいへん重要な知見になる可能性がある。
イシノミ目については、「研究実績の概要」で述べたように、研究法の変更の必要性が出てきたが、それにしたがって、数多くの初期卵を獲得することに成功した。また、交尾器を合わせる配偶行動を行う事例も確認されたことも特筆される。
研究課題、研究計画策定時点で予想していなかった観察結果が得られたり、研究方法の予期せぬ変更が必要となった。そのため順調な研究進捗とはいいがたいが、新たな方向への研究の発展が予見されるので、本研究の現状をポジティブに捉えたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
カマアシムシ目卵の卵門様構造を走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡で厳密に検討することで、カマアシムシ目卵の詳細な検討を進め、昆虫類の受精様式の進化という観点からの議論も進め、論文として発表する。
イシノミ目については、最初期卵をさらに揃える。これらの卵を完全連続切片とし、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡で検討、精子が未硬化の卵殻を通過するとの証拠を得る。そして論文作成に入りたい。
イシノミ目の配偶行動についての現在計画中の論文の執筆を完了し投稿する。
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| 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、次年度にまとめての物品購入を予定している。また、研究遂行においては、研究代表者の研究室に訪れて電子顕微鏡を使用する必要があったが、新型コロナウィルスの影響で本年度十分な研究が行えなかった。そのため旅費を次年度に回す必要も出ている。これらのことから、本年度の助成金と次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。
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