2016 Fiscal Year Annual Research Report
人為的環境改変によるリュウキュウコノハズク二系統の同所化と浸透性交雑に関する研究
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16H04737
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高木 昌興 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70311917)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 武馬 公益財団法人山階鳥類研究所, 自然誌研究室, 研究員 (40521761)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リュウキュウコノハズク / 進化的に重要な単位 / ESU / 異系交配 / 同類交配 / 繁殖成功 / GPSデータロガー / 巣箱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南西諸島に分布するリュウキュウコノハズクは、分断分布による種レベルの遺伝的差異を蓄積した南北二系統に分けられた。それぞれが進化的に重要な単位(ESU)である。しかし沖縄島には小型の北系統が優占するものの大型の南系統が同所的に生息することが確認された。これは人為的環境改変が南系統の分布域を変化させた結果と推察された。地史的時間スケールで形成された近縁種が、生態学的時間スケールで同所的に生息するようになった例である。本研究では、この機会を利用して二系統間に生じる交雑、同類交配、配偶者選択、移動分散など、生態学的諸側面を解明することでESU の実質的な意義を明らかにすることを最終目的とする。本研究では、まず分断分布に矛盾する個体群の成立要因について検証する。小型の北系統のリュウキュウコノハズクの主な生息地である沖縄島と奄美大島には、それぞれノグチゲラとオオアカゲラが分布する。この島々においてリュウキュウノコハズクはこれらのキツツキの古巣に営巣する。そのために体サイズが小型に維持されてきたと推測される。巣穴の入口サイズが異なる巣箱を架設し、それぞれを利用するリュウキュウコノハズクの系統を明らかにすることが検証の一歩となる。2016年には穴のサイズの異なる十分な数の巣箱を架設した。異なる穴サイズの巣箱で繁殖するつがいの系統が明らかになる。さらに繁殖成功を比較することで、系統間での繁殖の和合性、不和合性が確認され、系統の違いに応じた繁殖成功を評価する準備が整った。巣箱繁殖つがいの遺伝解析に先駆け、既存の500個体以上のリュウキュウコノハズクを用い、マイクロサテライトDNA領域12個のプライマーが利用可能であることを確認した。また北系統には渡りをする個体群が存在する可能性が本研究過程で確認された。そこでGPSロガーの装着を行い、2017年には渡りの有無、時期、ルート、越冬地が判明する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、リュウキュウコノハズクの巣立ちに雛に衛星追跡GPSを装着し、移動分散と配偶者選択の過程を解明する予定であった。しかし使用を予定していたアルゴスシステムを用いた最新超小型追跡用のデバイスが、日本の電波法の基準をクリアーできず使用不可能となった。このためGPSデータロガーを用いることになった。衛星追跡GPSを使用すれば、研究室に居ながらにして測位データが得られたのであるが、GPSデータロガーの場合、再捕獲をしデバイスを取り外した上でコンピュータを用い位置データを取り出す必要がある。そのため再捕獲の可能性が極めて低い雛に、再捕獲が必要なGPSデータロガーを装着することはできない。つまり雛の分散過程の追跡、および配偶者の解明は諦めざるを得なかった。そこで、繁殖個体の土地執着性や配偶者執着性を足輪を用いて確認し、同類交配、異系交配による配偶成功を経年的に比較する現実的な方法を採用することとした。しかしアルゴスシステムを使うデバイスよりも、GPSデータロガーは比較的安価であるため、より多くの個体に装着が可能になる。また、本研究の過程で北部個体群が渡りをしている可能性があることがわかり、その解明にもGPSデータロガーを役立てることができる。個体群の遺伝的構造を解明する上で、重要な情報を提供する。またGPSデータロガーの精度は非常に高く、10m未満とされているが、実験的な使用では3m程度であることがわかった。つまり個体の行動圏の調査にも応用が可能であり、系統間の行動の違いの解明にも寄与する。なお、沖縄島では2016年10月に147個の箱を架設した。2017年8月までの繁殖期に営巣する雌雄を捕獲し、形態計測、および採血を行なう。2016年5月に鹿児島県トカラ列島中之島に巣箱10個を架設した。2017年度以降の繁殖個体の誘致により、確実なデータ収集が可能になる準備を整えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
捕獲したリュウキュウコノハズクを巣箱に入れ、直径の異なる穴から脱出できるかどうか、脱出できる場合にはそれに要する時間を測る。脱出に要する時間を南北系統、およびオオコノハズクで比較する。南系統とオオコノハズクはノグチゲラの巣穴の出入り口サイズである直径 6.5cmの穴からから脱出できないか、脱出に有意に長い時間を要すると予測される。穴のサイズが生態学的な利用制限となる。遺伝解析により系統と遺伝的構造を詳細に解明する。生態学的時間スケールでの変化を評価するために剥製からDNAを抽出し、約100年前の遺伝的構造を解明する。山階鳥類研究所蔵の剥製には124 年前から80 年前までのものが 20 体確認されている。現在では市街化が進み、リュウキュウノコハズクが生息していない那覇市中心部で採集された個体も含まれる。これらをサンプルとし過去の遺伝的構造の推定を試みる。環境改変が現在程進行していない段階の100 年前の沖縄島には、南系統は生息していなかったと予測される。ストラクチャー解析による浸透性交雑の様相を明らかにする。異系統、同系統のつがいの頻度を求め、繁殖成功を比較する。採血からDNAを抽出し、ミトコンドリアDNAを解析することで南北系統の帰属を解明する。つがいを構成する雌雄が同系か異系か区分する。北系雄と南系雌、および南系雄と北系雌の組み合わせの出現頻度を明らかにする。つがいの雌雄の系統の組み合わせと繁殖成功の関係を明らかにする。マイクロサテライト DNA による帰属推定でも同様の解析を行なう。異なる系統間での繁殖は、卵が孵化しないなど、失敗の頻度が高いと予測される。なおリュウキュウコノハズクにはつが い外受精が確認されている。雛の父性を確認し、社会的つがいによる繁殖成功なのか、つがい外受精によるのかを明らかにする。
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