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2016 年度 実績報告書

視覚の適応が創出する種の多様性

研究課題

研究課題/領域番号 26440209
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

寺井 洋平  総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 助教(特定有期雇用) (30432016)

研究分担者 藤村 衡至  新潟大学, 自然科学系, 助教 (90722140)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード環境適応 / 種分化 / オプシン / 視物質 / 婚姻色
研究実績の概要

本研究では生態適応による種分化の機構がどの程度一般性があるか、アノールトカゲ、南極の氷魚、シクリッドの視覚の環境適応と生殖的隔離の関連から明らかにすることを目的とした。
アノールの研究では、森林の内外の光環境とそこの生息する種の喉の皮膜の色の反射スペクトルの測定を行なった。その結果、森林内では外部に比べ光量が減少し、緑色の波長の光が主に存在することが明らかになった。また森林内部に生息する種では喉の皮膜がオレンジと赤の波長の光を反射するのに対し、外部では赤のみを反射することが明らかになった。これは森林内部で、より多い光を反射するためだと考えられた。それらの種のオプシン遺伝子(LWS)から視物質を再生して吸収波長の測定を行なった。その結果、森林外部に生息する種は長波長の光を吸収し、また森林内部の種は視物質の不安定性から正確な測定結果が得られなかったが、中波長の光の吸収がアミノ酸配列から予想された。これらの結果は生態適応による種分化の機構と一致しており、この機構の普遍性を示唆した。
次に南極の氷魚では、浅場に生息する種と比較して、深海に生息する種と氷棚の下に生息する種で同じタイプのオプシン遺伝子(RH1)を持っており、光環境への適応が予想された。しかしこれら配列由来の視物質の吸収波長を測定すると、全く同じ吸収を示した。これらのタイプは別々の系統で独立に進化してきたため、何か吸収波長以外の違いがありそれぞれの光環境に適応したのではないかと考えている。
シクリッドでは変異体の作製を試みていたが、卵の数が採れないことにより、まだ作製途中である。しかし集団ゲノム解析により、種間の違いを作っている遺伝子領域を明らかにした。これらの中には視覚、概日リズム、婚姻色、形態形成などの関連した遺伝子が含まれ、生態適応による種分化の機構の全体像を遺伝子レベルで明らかにすることが可能となった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Bangor University/University of Cambridge(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Bangor University/University of Cambridge
  • [雑誌論文] Gene duplications and the evolution of c-type lysozyme during adaptive radiation of East African cichlid fish2017

    • 著者名/発表者名
      Shiho Takahashi-Kariyazono, Hirokazu Tanaka, Yohey Terai
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 791 ページ: 7-20

    • DOI

      10.1007/s10750-016-2892-6

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Physical contact and carbon transfer between a lichen-forming Trebouxia alga and a novel Alphaproteobacterium2017

    • 著者名/発表者名
      Mieko Kono, Hideyuki Tanabe, Yoshihito Ohmura, Yoko Satta, and Yohey Terai
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 163 ページ: 678-691

    • DOI

      10.1099/mic.0.000461

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Origin and Evolution of Fibromelanosis in Domesticated Chickens: Genomic comparison of Indonesian Cemani and Chinese Silkie breeds2017

    • 著者名/発表者名
      Anik Budhi Dharmayanthi, Yohey Terai, Sri Sulandari, Toyoko Akiyama, Yoko Satta
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0173147

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acropora digitifera Encodes the Largest Known Family of Fluorescent Proteins that Has Persisted during the Evolution of Acropora Species2016

    • 著者名/発表者名
      Shiho Takahashi-Kariyazono, Jun Gojobori, Yoko Satta, Kazuhiko Sakai, and Yohey Terai
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 8 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/gbe/evw265

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular developmental mechanism in polypterid fish provides insight into the origin of vertebrate lungs2016

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Tatsumi, Ritsuko Kobayashi, Tohru Yano, Masatsugu Noda, Koji Fujimura, Norihiro Okada & Masataka Okabe
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep30580

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Visual adaptive processes from land to sea in the sea2016

    • 著者名/発表者名
      Seiko T, Kishida, T, Toda M., Satta Y, Terai Y
    • 学会等名
      Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology the 87th meeting of the ZSJ
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-19
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノムから見たシクリッドとマカクの適応と種分化2016

    • 著者名/発表者名
      寺井洋平
    • 学会等名
      形の科学研究センター シンポジウム
    • 発表場所
      佐渡島
    • 年月日
      2016-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱帯魚を使った、肺/鰾に関する進化発生学的な研究2016

    • 著者名/発表者名
      藤村衡至
    • 学会等名
      形の科学研究センター シンポジウム
    • 発表場所
      佐渡島
    • 年月日
      2016-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] ナイルティラピアの鰾形成について2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉和、福寿悠星、藤村衡至
    • 学会等名
      第6回 Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
    • 発表場所
      東京慈恵会医科大学
    • 年月日
      2016-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Speciation with extensive gene flow in Lake Victoria cichlid species2016

    • 著者名/発表者名
      Terai Y, Miyagi R, Sato A, Takuno S
    • 学会等名
      SMBE meeting
    • 発表場所
      Gold Coast
    • 年月日
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Genomic study on sensory drive speciation2016

    • 著者名/発表者名
      Yohey Terai
    • 学会等名
      The 5th International Seminar on Biodiversity and Evolution: New Methodology for Wildlife Science
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-06-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 動物学の百科事典: 適応放散2017

    • 著者名/発表者名
      寺井洋平
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      丸善出版
  • [備考] 種分化と適応の機構の研究紹介

    • URL

      http://adaptive-speciation.com

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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