【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】16405008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

左右 / 鏡像進化 / 頻度依存淘汰 / 系統進化 / 交尾行動 / 有肺類 / 巻貝 / 東南アジア / 進化 / 共存 / 系統 / 分子系統 / タイ

【研究成果の概要】

本研究の目的は、左巻と右巻の動的平衡を可能にする形質の機能と系統進化に焦点を絞り、右二型の共存機構と進化のプロセスを追究するための基礎試料を得ることにある。そのために、巻型頻度の動態調査を継続し、交尾頻度を実測することが課題である。分子系統解析により交尾器形態の進化プロセスを検証した。巻貝全体で左巻系統は、独立にくり返し進化した。ところが、9割強の属は右巻に固定している。この右への偏りは、A)鏡像変異に対する安定化淘汰、またはB)多数派有利の頻度依存淘汰により説明されてきた。しかし、仮説AとBは、互いに独立に進化した左右二型種群の存在を説明できない。本研究により、左右二型の共存を可能にする主因と考えられる右巻×左巻の交尾成功率を実測し、仮説Bとは逆の少数派有利の頻度依存淘汰を検証した。本研究成果の意義は、同一集団の左右二型が積極的に維持されるメカニズムを現場で検証し、左右二型の祖先から鏡像体のみの系統が進化した原因と考えられる、交尾器の形の役割をテストしたことにある。右巻×左巻の交尾は、内臓左右の反転ゆえに物理的に難しい。ゆえに、交尾の機会が制限される少数派の巻型が淘汰され、集団は単一の巻型に固定する。この頻度依存淘汰に対抗するメカニズムがなければ、左右二型は安定して共存できない。ところがこれまでの調査により、この一般原理に反する交尾行動の記録に成功した。すなわち、右巻×左巻の交尾を、右巻同士や左巻同士の交尾より、物理的に容易にするはずの交尾体位がくり返し確認された。こめ交尾体位においては、少数派有利の頻度依存淘汰が生じ、右巻と左巻の共存が可能になる。しかも、問題の交尾体位を可能にしている交尾器の進化プロセスを、分子系統解析により検証した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2007

【配分額】14,080千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 780千円)

【研究分野】生態

【研究領域課題番号】13575005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

左右極性 / 螺施卵割 / 形態形成 / 左右二型 / 巻貝 / カタツムリ / 雌雄同体 / タイ / 螺旋卵割 / 左右 / 進化 / 非対称 / 熱帯 / らせん

【研究成果の概要】

集団内の左右二型を積極的に維持するメカニズムになりうる交尾行動を記録することに成功した。交尾する2個体が向き合って両者が同時に雌雄二役の交尾を行う様式では、一般には、左巻と右巻の交尾は物理的にほぼ不可能であると分かっている。驚くべきことに、本研究材料の左右二型種群はこの様式で交尾することが、自然集団での野外観察及び実験条件でのビデオ撮影により判明した。
野外での写真撮影、及び実験室でのビデオ記録による限り、互いに左右極性が反対の固体が交尾するにあたり、通常なら物理的に困難なはずの同時正逆の交尾が試行せずに容易に行われていることは明らかである。問題は、この交尾がなぜ可能なのか、そこにある。交尾行動それ自体には、現在の段階では、特に大きな特徴が見つかってない。むしろ、交尾器の形態と機能に、相手の左右極性にかかわらず交尾の可能にする特徴があるとかんがえられる。
分子系統解析の結果は、もともと右巻きのみ祖先から本属が進化した後、左右二型の祖先種が出現し、左右二型を維持したまま放散進化したため、左右二型種群が単系統であることをしめしている。これは、ある特定の形質が進化しさえすれば左右二型集団が系統的に安定して維持されることを示している。したがって、左右二型現象は、積極的に維持される現象であることが間接的に支持されたことになる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】10,000千円 (直接経費: 10,000千円)