昆虫学セミナーのお知らせ
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あけましておめでとうございます.今年も宜しくお願い致します.
早速ですが,今月末に開催されるセミナーのご案内です.今回は北大総
合博物館のトーマス・ラックナーさんに,とてもマニアックな甲虫の系
統分類と進化のお話をしていただきます.知る人ぞ知る,え○まむし…実
はこの虫,害虫防除にも使えるんですね~(本題とは関係ありませ
ん).奮ってご参加下さい.
1.日時:1月28日(金) 18:00-19:00 (懇親会:石嶺食堂の予定,20:00~)
2.場所:琉球大学農学部 201教室(いつもの部屋と違います,ご注意下さい!)
3.演題および講演者:
Tomas Lackner (The Hokkaido University Museum, Graduate School of
Agriculture, Hokkaido University)
Phylogeny of the Saprininae subfamily reveals ecological shifts
of its members (Coleoptera: Histeridae)
Saprininae, with ca 620 currently described species are the
second largest subfamily of the Histeridae (Coleoptera), after
the Histerinae. These beetles in general prefer open landscapes
and are less frequent in mesic habitats, although they occur
there as well. All Saprininae described hitherto are predators of
flies and other arthropods and usually occur in or near the
decomposing organic matter, such as dung, carcasses or dead
vegetation. However, this subfamily has also specialized genera
that occur in mammal, reptile or bird nests (inquilines), on
sandy beaches and desert dunes (psammophiles). Several genera are
strictly myrmecophilous or termitophilous. Phylogenetic analysis
based on the external morphological characters (as well as the
male genitalia and mouthparts+sensory structures of the antenna)
has been performed, including representatives of almost all
genera and subgenera of the Saprininae of the world. The results
confirm the monophyly of the subfamily and reveal that most of
the basal Saprininae are inquilinous, whereas the most derived
taxa are psammophilous. Psammophily (sand adaptation) has evolved
only once during the evolution of the subfamily, but has been
secondarily lost several times. Myrmecophily and termitophily
have evolved at least twice independently during the Saprininae
evolution.
昆虫学セミナーのお知らせ
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琉球大学昆虫学研究室のセミナーを案内します.アリのカースト進化に関する講演です.奮ってご参加下さい.
日時:12月20日(月)18:00-19:00
場所:琉球大学農学部 209講義室
演題:Evolution of novel castes in ants: queen-worker mosaics and colonial buffering
講演者:Christian PEETERS (Laboratoire Ecologie & Evolution, Universite' Pierre et Marie Curie, Paris)
The evolution of wingless workers is fundamental to the ecological success of ants. Moreover, supplementary
castes such as ergatoid (permanently wingless) queens and soldiers can readily evolve by replacing
some developmental modules in the wingless caste by modules normally expressed in the winged queen caste.
The resulting mosaics can survive because colony life (a protective environment and cooperative nestmates)
shields them from risks. Novel phenotypes that are cheaper or better suited for various tasks, can be selected
to make colonies more efficient.
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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1.日時:11月22日(月) 15:00-17:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.演題および講演者:
・植松圭吾(東大・院総合文化・広域科学・広域システム)
ヨシノミヤアブラムシの利他行動:社会性昆虫における「おばあちゃん効果」
要旨:繁殖を完了した後も長く生存することは直接適応度のみを対象と> した初期の生活史進化の理論では説明できないが、包括適応度への貢献
を考慮することにより説明が可能となる。実際に、親が繁殖能力を失っ
た後も長く生存し、血縁個体に対して利他行動を行うことはヒトなどの
社会性哺乳類で見られる。しかし一方で、社会性昆虫では繁殖終了個体の利他行動に関して詳細な検証はされていなかった。
ヨシノミヤアブラムシはイスノキにゴールを形成し、その内部で単為生 殖を行い増殖する社会性アブラムシである。野外観察・室内実験から、
本種の無翅成虫は、繁殖を終了した後も生き続け、自己犠牲的な防衛を
行うことがわかった。また、同時期に若齢幼虫も防衛行動を行うことが
わかった。今回はこれらの生態・行動について紹介し、社会性アブラム
シにおいて繁殖終了後の利他行動が進化した要因について議論する。
・京極大助(京大・院農・応用生物・昆虫生態学研究室)
繁殖干渉 ~見過ごされてきた近縁種間の相互作用メカニズム~
要旨:繁殖干渉―オスが他種のメスに求愛するなどの間違った配偶行動が
原因で起きる負の種間相互作用―が果たす生態学的な役割について論じ
る。資源競争は群集構造を決定する要因として広く生態学の教科書に取
り上げられているが、現在ではその重要性に対して懐疑的な意見が少な
くない。これに対し近年、繁殖干渉によって野外で観察される側所的分
布や外来種の分布拡大などの現象が説明できることが明らかになりつつ
ある。繁殖干渉は資源競争と生態学的帰結がよく似ているものの、より
広いパラメータ領域において少数派不利・多数派有利(正の頻度依存)
となるので競争排除を起こしやすい。特に、ある種の個体群が低密度の
とき、資源競争は適応度の上昇を予測するが、対照的に繁殖干渉はメス
の適応度の著しい減少を予測する。この現象はアリー効果に他ならな
い。本研究ではアズキゾウムシのオスが存在する場合に限りヨツモンマ
メゾウムシでアリー効果が見られることを明らかにすることで、アリー
効果の行動メカニズムとして繁殖干渉を検出した。本セミナーの最後に
は、繁殖干渉が様々な生態現象を説明できる可能性について論じる。
・藤澤隆介(八戸工業大・機械情報技術)
道しるべフェロモンを用いて採餌行動を行うロボット群の構築
(要旨無し)
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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久しぶりに実施される昆虫セミナーの宣伝です.次回は今週来沖される 養菌性キクイムシの分類を手がけているノースカロライナ州立大のJiri Hulcrさん
にセミナーをお願いしました.懇親会もあるようです.多くの方の御来聴を歓迎します.
1.日時:10月27日(水) 17:00-18:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.演題および講演者:
『Fungus-farming Ambrosia Beetles: Global symbiont infidelity and a
catastrophic future of susceptible tree species』
Jiri Hulcr (North Carolina State University, USA)
Abstract
Invasive ambrosia beetles (23 spp. in the US in 2010, (Curculionidae:
Scolytine and Platypodine)) with their fungal associates are emerging as a
new and currently uncontrollable threat to forest ecosystems and to fruit
and timber industry throughout the world. In this paper we argue that the
traditional view of the ambrosia guild as a mechanistic pathogen-vector-host
system is no longer sufficient for explaining new observations of the fungus
community dynamics and the invasions of tree-killing ambrosia beetles. We
suggest instead, that the sudden emergence of pathogenicity is an
evolutionary phenomenon with a global biogeographical component and possibly
a neutral community assembly component. Three factors seem to be key to the
sudden evolution of ambrosia pathogenicity: ivasion into territories with naitve
trees, the ability of the fungus to grow in live trees and trigger a suicidal
response, and an “olfactory mismatch” in the beetle whereby certain live trees
are unnaturally percieved as suitable for colonization. We suggest that cases of
tree mortality caused by invasive beetle-fungus symbionts should no longer be
studied separately, but in a biogeographically and phylogenetically explicit comparative framework.
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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今回は国立遺伝学研究所でショウジョウバエの実験集団 遺伝学を研究されている高野敏行さんをお招きして以下の内容で講演い ただきます.当日は
国立環境研シンポも開催されますが,どちらも奮って御参加下さい!
1.日時:5月19日(水) 18:00-19:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.演題および講演者:
『発生システムの頑健性を支える冗長性と発生調節の機構』
高野 敏行 (国立遺伝学研究所・集団遺伝研究系)
要旨
個体発生は,常に分子の確率的なゆらぎや遺伝,環境要因の変動の影響
を受けています.そのためシステムは正確であるとともに頑健でなけれ
ばなりません.実際,発生システムは内的(遺伝的),外的(環境)撹
乱に対して非常に頑健です.一方で頑健さを支える機構はあくまで予備
であり,本来は必要でないものでれば,こうした働きは失われる傾向に
あります.頑健性の機構自体の解明とともに,頑健性がどのように維持
されているか理解することを私達は目指しています.実際には“頑健さ”
の程度は個体に多大な影響を与えている可能性があります.
発生システムの頑健さは大きく分けて,冗長性と発生調節の2つの機
構により成り立っています.冗長性は最も単純には遺伝子重複によって
獲得できます.本発表では,遺伝子重複の生成機構と生成率について
データを示し,重複遺伝子の集団中の運命についての理論的な解析結果
からその維持機構について議論します.
一方の発生調節とは発生過程の細胞(組織,器官)障害や外的異常を
感知し,対処するより能動的な機構を指しています.わたし達は発生調
節機構,ことにサイズ調節に関わる新規機構の解明を目指し,ショウ
ジョウバエ初期胚の前後軸を決定するBICOIDモルフォジェンの人工変動
に対する発生調節機構について研究しています.この調節機構に見つか
る遺伝的変異など,これまでに得た知見を紹介します.
Lab URL: http://www.nig.ac.jp/section/takano/takano-j.html
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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3月19日に来日中のEd Vargo教授のセミナーを開きます。
生態学会期間中で出席できない方も多いかもしれませんが、
参加可能な方はこの機会をお見逃しなく。
害虫として利他行動の研究材料として重要なシロアリの集団遺伝的研究です。
セミナー後に懇親会ありです。
1.日時:3月19日(金) 17:00-18:00
2.場所:琉球大学農学部 207教室(大講義室)
3.演題および講演者:
Windows on the underworld: molecular ecology of subterranean termites
Edward Vargo (Department of Entomology, North Carolina State University)
Summary
Subterranean termites are a widespread group of termites that are important as decomposers in many ecosystems and as destructive
pests of human structures. Due to the cryptic nesting and foraging habits of these insects, many key aspects of their biology
have been difficult to study. My lab uses molecular markers to elucidate the breeding structure of colonies (the number of kings
and queens present and their degree of relatedness), modes of colony reproduction, colony foraging dynamics, and population
genetic structure. Our results have provided important new insights into subterranean termite life history and ecology. We have
also used molecular markers to investigate colony level effects of termiticide applications and have found strong evidence of colony
elimination through the use of both baiting technologies and application of non repellent liquid termiticides. Finally, we have been
studying native and introduced populations of two invasive termites, including Coptotermes formosanus, an important pest in
southern Japan. Results of on-going work on the colony breeding structure and possible routes of introduction of these invasive
species will be presented.
Relevant references
Matsuura, K., E. L. Vargo, K. Kawatsu, P. E. Labadie, H. Nakano, T. Yashiro and K. Tsuji. 2009. Queen succession through asexual
reproduction in termites. Science 323:1687.
Vargo, E. L. and C. Husseneder. 2009. The biology of subterranean termites: Insights from molecular studies on Reticulitermes
and Coptotermes. Annual Review of Entomology 54: 379-403.
DeHeer, C. J. and E. L. Vargo. 2008. Strong mitochondrial DNA similarity but low relatedness at microsatellite loci among families
within fused colonies of the termite Reticulitermes flavipes. Insectes Sociaux 55: 190-199.
Vargo, E. L., C. Husseneder, D. Woodson, M. G. Waldvogel and J. K. Grace. 2006. Genetic analysis of colony and population structure
of three introduced populations of the Formosan subterranean termite (Isoptera: Rhinotermitidae) in the continental
United States. Environmental Entomology 35: 151-166.
Vargo, E. L. 2003. Hierarchical analysis of colony and population genetic structure of the eastern subterranean termite,
Reticulitermes flavipes, using two classes of molecular markers. Evolution 57: 2805-2818.
Lab URL: http://www4.ncsu.edu/~elvargo/
昆虫学特別セミナーのお知らせ
今回は10日に来沖される鳥取県立博物館の川上靖さんにセミナーをお願いしました.特にセミナー後半にお話いただく展示に関
する話題はなかなか聞けない内容ですので,ご都合のつく方は是非御参
加下さい.
1.日時:3月10日(水) 18:00-19:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.演題および講演者:
『短翅性フキバッタ2種における交尾器形状の変異とその進化,および博
物館における「進化」展示の実例と意義』
川上 靖(鳥取県立博物館)
日本とその周辺島嶼に固有の短翅性バッタであるヤマトフキバッタ(セ
トウチフキバッタ)種群
Parapodisma setouchiensis groupは,外部形
態の地理的変異が著しいため,その分類は混沌としており,4種1亜種
説,3種1亜種説,1種説(多型種)が提案されている。分類的識別形質の
ひとつである雄の尾角(尾肢)cercusには,とりわけ顕著な地理的変異
がみられる。本種の尾角はふつう直線状の形状であるが,キンキフキ
バッタ
P. subastrisとの同所的分布域にかぎって直角に曲がっており,
形質置換的なクラインが観察される。雄の尾角は雌を把握する器官であ
り,この特異な尾角形状は同所的な近縁2種間における交配前生殖隔離の
強化に関連している可能性が高い(繁殖的形質置換)。今回のセミナー
前半では配偶者選択実験などで得られた現在までの知見と今後の展望も
紹介する。
後半では時間の許すかぎり,私が勤務している鳥取県立博物館の学芸
員の仕事のひとつとして,進化に関する展示の企画とその実例を,音楽
と画像を交えて,楽しく紹介したい。博物館を取り巻く現状には厳しい
ものがある。自然系博物館だからといって自然や生物の専門家や愛好家
に焦点を当てていても明るい未来はみえてこないであろう。そもそも博
物館の存在意義とは何なのか? 自然に興味のない方々にこそ,自分の
生き方に関わる問題として,広く自然系の博物館を利用してもらわない
といけないのであり,そのためには「進化」という切り口が重要である
と,私は考えている。
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今回は東大の宮下さんと九大の深野さんをお招きし,以下のタイトルで御講演いただきます.
お二人にはなかなか聞けない最新の知見をお話いただきますので,多くの方の御来聴を歓迎します.
1.日時:3月5日(金) 16:00-18:00
2.場所:琉球大学農学部 207教室(大講義室)
3.演題および講演者:
『メタ個体群の新たな展開:景観マトリクスと種間関係』
宮下 直(東京大学大学院農学生命科学研究科・生物多様性科学)
分断化された生息地にすむ生物は、しばしば生息地間を個体が移動分散することで個体群が維持されている。
こうしたメタ個体群の考え方は、ここ20年来急速に発展してきた。最近では、景観生態学との融合が進む一方、
種間関係を組み込んだメタ群集理論への発展も進みつつある。本講演では、生息地間に存在する景観マトリクス
の重要性や、種間関係を介した生息地の連結性の負の効果について、カヤネズミやウシガエルを題材にした実証
研究を紹介するとともに、こうした視点の保全管理への有用性について論じる。
『外来生物の侵入地での適応進化
~ブタクサのブタクサハムシに対する抵抗性の急速な進化~
』
深野祐也(九州大学大学院システム生命科学府・生態科学)
人間活動の増加に伴い多くの外来生物が新しい環境に侵入し,一部は侵略的外来種となり,生態系や経済活動に大きな被害を与えている.
外来生物は,原産地と異なる物理的・生物的環境を経験している.そのため,侵入先の環境に適応進化しているかもしれない.
外来種の進化に関して近年注目されているのが競合能力促進進化(EICA)仮説である.これは,多くの外来植物は原産地の天敵から逃れ
ているので,資源を防御形質から成長や繁殖に再分配するような進化が侵入先でおきていると予測した仮説である.この仮説は,近年多く
の侵略的外来植物で検証され,一部では支持されている.一方、もし抵抗性を低下させている外来植物集団に,天敵導入などによって原産
地の天敵が遅れて侵入したら,外来植物集団は激しく食害を受けると考えられる.そのような激しい食害を受ける状況では,抵抗性が回復する
ような強い選択が働くはずである.セミナーでは,まず,外来生物の適応進化の研究例をいくつか紹介する.その後,外来植物
ブタクサ
Ambrosia artemisiifolia とその天敵ブタクサハムシ
Ophraella communaを用いて,外来植物の天敵に対する抵抗性の急速な低下
と復活を検証したわれわれの研究を紹介する.
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今回は新たにOISTに着任された渡邊豊さんをお招きし,以下の内容で講演を行っていただきます.分子遺伝学的色彩が濃い
内容となりますので,特に関連分野の方々の御来聴を歓迎します.
1.日時:2月3日(水) 17:00-18:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.講演者:渡邊 豊(独立行政法人 沖縄科学技術研究基盤整備機構 生態・進化学ユニットPD)
演題:マウスゲノムにおけるセンス・アンチセンス転写産物の発現モードとDNAメチル化状態のゲノムワイド解析
遺伝子には、反対鎖(相補鎖)から転写が生じるものが存在する。この転写産物のことを、その遺伝子(センス)に対し
「アンチセンス」転写産物と呼んでいる。近年これらのアンチセンス転写の重要性が認識されている。いくつかのアンチセンス
転写産物は、その反対鎖のセンス遺伝子の発現を制御していることが明らかとなった。例えばTsixはXistの、p15-ASはp15の抑制
に必要である。一方、iNos-ASはiNOS遺伝子のmRNAの安定性に寄与し、結果としてiNOSタンパク質の増加につながっている。
また、興味深いことに、報告されている機能的なアンチセンス転写産物の中にはセンス遺伝子の制御領域をエピジェネティックに
変化させるものも存在する。近年の大規模トランスクリプトーム解析技術の向上の結果、さまざまな生物において膨大な量(~数千)の
アンチセンス転写産物が存在することが示唆されている。しかしながら、これらのアンチセンス転写産物の生物学的な意味はほとんど
解明されていない。
そこで我々はアンチセンス転写産物の基礎的な情報を得るために、マウスを用いてゲノム規模でのトランスクリプトーム解析およびDNA
のメチル化解析を行った。まず、in silicoで転写産物のマッピングを行い、7288個のセンス・アンチセンス転写産物ペアを予測した。この
情報をもとにカスタム発現アレイを作成し、遺伝子発現量データを取得した。次に、MeDIP chip(Methylated DNA immunoprecipitation
on chip)法を用いて、センス・アンチセンス転写産物の転写開始転近傍のDNAメチル化状態を解析した。その結果、1)多くのペアにおいて
センスとアンチセンス転写産物は似たような発現パタンを示す、2)精巣では、センス、アンチセンス両方の転写産物が他の組織と異なる
発現パタンを示すペアが多い、3)組織間でDNAのメチル化状態が異なる領域は、CpGアイランドのすぐ外側(CGI shore)で見つかること
が多い、4)CGI shoreのメチル化の変化は下流の遺伝子の発現量と相関が高い、5)いくつかのペアではアンチセンス転写産物の発現
量がセンス遺伝子のメチル化状態と正の相関を示す、ことが分かった。これらの結果は、抑制的に働くアンチセンス転写産物は少ないことを
示唆する。一方、少なくともいくつかのペアは同一の組織で同時に発現することが許されず、そのどちらかの転写産物はDNAのメチル化に
より確実に転写を抑制されていることが示唆される。
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今回はカイガラムシの系統進化,およびクワガタ類の行動生態を研究されている九大の横川さんに
講演をお願いしました.本セミナーでは横川さんの自己紹介と今後の研究計画を兼ねて,博士課程まで研究さ
れてきたカイガラムシにおけるPGLの進化について、また昨年度からはじめたマルバネクワガタ類の交尾行動
についての2題を紹介していただきます。
1.日時:1月27日(水) 18:00-19:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.講演者:横川 忠司(九州大学比較社会文化研究院)
演題1.ミトコンドリア遺伝子系統樹によって確認された、カイガラムシでのPGL ( Paternal Genome Loss )と半倍数性の由来
半翅目に属するカイガラムシ(上科)はアブラムシの姉妹群で、多くの種が寄主植物上に固着して吸汁し、形態は、系統推定が
かなり困難なほど、単純化と特殊化が進んでいる。また、カイガラムシではオスで父親由来のゲノムが消失し子に伝達されない、
PGL(Paternal Genome Loss)が広く見られ、3つのタイプが知られる。PGLが単一起源なのか複数回起源なのか、またPGLは半倍数性
あるいはXX-XOのような二倍二倍性から進化したのかについては決着がついていない。そこで演者らはミトコンドリア遺伝子の1229塩基
により系統解析を行った。この結果は古カイガラムシ類の側系統性と新カイガラムシの単系統性を強く支持した。この系統関係を用いて
PGLの進化過程を再構築し、(1)カイガラムシの共通祖先はXX-XO性決定だった、(2)PGLはXX-XOから一度だけ進化した、(3)半倍数性は
PGLからではなく、XX-XOから進化したことを示した。また、これらの結果はPGLが進化的に安定な状態であるとする理論を支持している。
演題2.マルバネクワガタ属の交尾後に排出されるカプセル
マルバネクワガタ類では交尾後にメスの陰門から白いカプセルが排出されるが、このカプセルの内容物や由来、どういうときに排出されるのかに
ついては不明である。そこでまず、カプセルと交尾行動を観察し、カプセルには精子が含まれること、交尾後にカプセルが排出される場合と
されない場合の両方があること、排出される場合にオス交尾器引き抜き時と引き抜き後の場合があることを確認した。これらの結果
をふまえて、今後の展望を紹介したい。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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12月18日に琉球大で行われる特別セミナーの御案内です.今回は研究打
ち合わせで来沖される岡山大学の高橋一男さんにお願いし,下記の内容
で行います.生態学,分子遺伝学,進化学等の境界分野の内容となりま
すので,様々な分野の方々の御来聴を歓迎します.
1.日時:12月18日(金) 18:00-19:00
2.場所:琉球大学農学部 209教室(中講義室)
3.講演タイトルと要旨:
『Hsp遺伝子の発生過程安定化機能』
高橋一男(岡山大学異分野融合先端研究コア)
自然条件下における生物の表現型は、比較的一定であり、発生の過程を
安定化する何らかの機構があると考えられてきた。そのような機構は、
環境的、遺伝的変異を緩衝することで、集団中の遺伝的多様性を維持す
ると考えられており、進化的キャパシターと呼ばれている。現在、遺伝
学、発生学、進化生物学、生態学といった、異分野を融合し、進化的
キャパシターの探索、その機能の解明を目的としたプロジェクトを進行
中である。
そのような進化的キャパシターの機能において重要なのは、
Canalizationと呼ばれる機構で、Waddington
(1942)により、ある遺伝子型を持つ生物が、環境の変動によらず同一の
表現型を作り出す能力と定義されている。熱ショック蛋白質(
HSP)のよ
うな分子シャペロンは、Canalizationの分子実体の一つと考えられてい
る。実際に、キイロショウジョウバエにおいて、真核生物の細胞内で最
も発現量の多い
Hsp90の機能を阻害すると、形態異常の割合が有意に増加
することが、Rutherford & Lindquist (1998)によって観察されてい
る。しかし、Milton et al.
(2003)は、
Hsp90の阻害が、個体内の発生過程の安定性には影響しないこ
とを観察し、Canalizationと個体レベルでの発生過程の安定性が別のメ
カニズムによって担われている可能性を示した。キイロショウジョウバ
エのゲノム上には、
Hsp90以外にも、
Hsp70,
Hsp68,
Hsp22といった
Hsp 遺伝子がコードされており、Canalizationや発生過程の安定化に、協調 して,あるいは個別に貢献する可能性がある。本発表では、
Hsp遺伝子の 欠失とRNAiによる発現のノックダウンが、Canalizationや発生過程の安 定性に与える影響を明らかにすることを目的として行った研究の結果を
報告する。また、候補となる遺伝子を
Hsp遺伝子に限定せず、ゲノムワイ ドにCanalizationや発生過程の安定性に影響する領域を探索するプロ ジェクトも進行中であり、そちらの途中経過も報告したい。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年10月14日(水) 18:00~19:00
場所: 琉球大学農学部 209教室
演題:
『音・振動とその感覚生態:ガの超音波交信とカミキリムシの振動反応性』
講演者:
高梨 琢磨 (森林総合研究所・森林昆虫研究領域)
今回は茨城県つくば市から高梨琢磨さんをゲストに迎え,昆虫の発する音や振動に関する講演をしていただきます.皆様奮って御参加下さい.
要旨:
音・振動は、昆虫が利用する情報でプリミティブなものとされているが、交尾
相手や捕食者等の検知のために極めて重要な役割を果たす。昆虫において、音・
振動の発生器官と感覚受容器官は多様化しているが、それらのメカニズムや進化
的背景は解明されるべき点が多く残されている。
ガは補食者回避のために、コウモリの出す超音波を受容する鼓膜器官を発達さ
せたと考えられている。種によっては、その聴覚を二次的に利用し、雌雄間で超
音波交信を発達させているが、例外的とみなされてきた。我々はアワノメイガを
初めとして、複数の分類群にわたるガが求愛時に超音波を発することを発見し、
そのことからガの超音波交信が普遍的であると推察した。
一方、カミキリムシを含むコウチュウは、ほとんどの種において音を受容する
鼓膜器官を発達させていないが、振動に対しては敏感である。しかし、その振動
を受容する感覚器官は、特定されていない。我々はマツノマダラカミキリが振動
受容候補器官である腿節内弦音器官を脚部に持ち、そしてその器官が実際に振動
を受容していることを明らかにした。
今回は、これらの音・振動が介する昆虫の感覚生態や交信の知見から、その応
用例としての音・振動による害虫防除までの展望についても紹介させて頂く。
参考文献
Nakano, R., Skals, N., Takanashi, T., Surlykke, A., Koike, T., Yoshida,
K., Maruyama, H., Tatsuki, S., Ishikawa, Y. (2008) Moths produce
extremely quiet ultrasonic courtship songs by rubbing specialized
scales.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United
States of America 105(33):11812-11817.
Nakano, R., Takanashi, T. Fujii, T., Skals, N., Surlykke, A., Ishikawa,
Y. (2009) Moths are not silent, but whisper ultrasonic courtship songs.
Journal of Experimental Biology (in press)
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年9月1日(金) 17:00~19:00
場所: 琉球大学農学部 207教室
今回は茨城県つくば市から所諭史さん,またドイツのMax Planck InstituteからAndrew Davisさんを迎え,セミナーをしていただくことになりました.皆様奮って御参加下さい.
演題1:
『生物保全における系統地理学的視点の重要性
~クロマルハナバチとヒラタクワガタを例に~』
講演者:
所 諭史 (茨城大学・国立環境研究所)
要旨:
生物の保全単位をどのように決めるかは古くから議論されてきた。Ryder (1986)は亜種間交雑の問題等から、分類上の種や亜種を保全単位として扱うのではなく、
進化的重要単位に焦点を当てることを提案した。近年では、分子遺伝学的手法が発達してきており、そういった保全単位を考えるうえで良い指標を与えてくれる。
特にDNAデータは、遺伝的多様性を客観的に評価することができ、その生物が持つ進化的背景についていくつかの洞察を与えてくれる。
セミナーでは農業用の授粉昆虫としてヨーロッパから輸入されるセイヨウオオマルハナバチの代替種として利用される日本のクロマルハナバチ、
ペット用昆虫として輸入されるヒラタクワガタのミトコンドリアDNAの解析や交雑実験について紹介し、生物多様性保全における系統地理学的視点
の重要性を検討します。
演題2:
Network analysis in Biology
講演者:
Andrew Davis (Max Planck Institute for Chemical Ecology, Germany)
要旨:
Network analysis deals with the evaluation of any system where a number of things (nodes) are linked together (links). The nodes can be any item and the links can be physical or conceptual. The analysis of such systems has grown over recent years and now offers several powerful analytical techniques capable of providing insights into very complex systems.
Netorks occur in many, perhaps all, branches of biology. They can be applied in metabolism, genomics, phylogeny, social behaviour, community ecology, and biogeography. I will show some examples and and examine some uses of these analyses in biology.
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日時: 2009年7月24日(金) 17:00~19:30
場所: 琉球大学農学部 207教室
今回は山川稔さん(農業生物資源研究所),および安部淳さん(静岡大学)に講演を依頼しました.山川さんの話題は生化学,分子遺伝学,安部さんの話題は社会生物学といった幅広い分野に及びます.農学以外の分野の方の御来聴も歓迎します.皆様奮って御参加下さい.
また講演者を囲んだ懇親会は20時より,『石嶺食堂』(那覇市首里石嶺町4丁目346-1 http://gourmet.yahoo.co.jp/0006560061/)で開催します.こちらへもお時間の許す方は是非御参加下さい.
演題1:
『昆虫ディフェンシン由来改変ペプチドの抗細菌、抗ガン活性とその作用機構』
講演者:
農業生物資源研究所、筑波大学大学院 山川 稔
要旨:
タイワンカブトムシやカブトムシの幼虫血液から病原細菌を殺す
タンパクが分離・精製され、ディフェンシンと同定された。ディフェン
シンの活性断片をリードとして改変を行い抗細菌スペクトルの拡大と活
性増強を試みた。その結果、A,B,C,Dと命名したわずか9アミノ
酸残基から成るペプチドが合成された。D型アミノ酸から成るこれらペ
プチドは正電荷を持ち、負電荷を帯びた細菌細胞膜を破壊することで薬
剤耐性病原細菌(MRSAや緑膿菌等)に対して抗細菌活性を示すこと
が分かった。さらに、これらの細菌を改変ペプチドと200~1000
世代に亘り長期培養しても耐性を獲得できないことが明らかとなった。
一方、これらのペプチドはガンの一種である骨髄腫細胞に対し強い増殖
抑制効果を示し、マウス骨髄由来の正常白血球に対しては細胞毒性を示
さないという細胞選択性を持つことが分かった。この細胞選択性はガン
細胞表面に表出している負電荷を帯びた酸性リン脂質、ホスファチジル
セリンの密度に依存していることが明らかとなった。さらに、細胞内移
行配列を付加した改変ペプチドは様々なガン細胞株に対して強い抗ガン
活性を示した。より詳細な研究の結果、細胞内に移行した改変ペプチド
は細胞内ミトコンドリアを破壊することが分かった。この実験結果は適
切なドラッグデリバリーシステムを用いることによってこれらのペプチ
ドを選択的にガン細胞に導入することにより、高い抗ガン活性が得られ
ることを示唆している。本セミナーではこれらの改変ペプチドの医療・
畜産分野における新規治療薬としての開発の可能性について展望する。
演題2:
『処女雌の繁殖戦略:交尾なしでも産卵行動を調節する寄生バチ』
講演者:
静岡大学農学部 安部 淳
要旨:
ハチやアリなどの昆虫は、単数倍数性の性決定機構を持ち、雌は
受精卵から、雄は未受精卵から成長する。そのため、交尾経験のな
い処女雌であっても、雄個体のみを産むことが可能である。その中
でも、寄生バチMelittobiaの処女雌は、ごく少数の雄卵を産み、自
らの息子と交尾した後、正常に雌雄を産卵することが知られてい
る。今回は、処女雌が他の交尾雌と同じ寄主に産卵する場合につい
て検討した。この場合、処女雌の息子は交尾雌の娘と交尾できるた
め、処女雌は単独で産卵するときよりも多くの息子を産んだほうが
有利であると、数理モデルによって予測される。実際に、DNAマー
カーを用いて、交尾雌と一緒に産卵した処女雌の息子数を測定した
ところ、モデルの予測どおり、単独産卵時よりも多くの雄を産んで
いることがわかった。雄しか産めないという形で繁殖戦略が限定さ
れている処女雌であっても、状況に応じて産卵行動を適応的に変化
させていることが本研究によって示された。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年5月29日(金) 16:30~
場所: 琉球大学農学部 207教室
今回は産総研の細川貴弘さんと信州大の小松貴さんにセミナーをお願いしました。奮って御参加下さい.
演題:
カメムシ類における体内共生細菌の多様性、生物的機能、伝播機構
講演者: 細川貴弘(産業技術総合研究所・生物機能工学研究部門)
要旨:
植物師管液をエサとするアブラムシや脊椎動物の血液をエサとするツェ
ツェバエなど、栄養分の偏ったエサのみで生活する昆虫類では体内共生
微生物が宿主昆虫に栄養分を供給している例が多く知られている。カメ
ムシ類(異翅亜目)では、体内に共生細菌を保持していることは古くか
ら知られているが、その起源・機能・伝播様式についてはほとんどわ
かっていない。
演者らはさまざまなカメムシ類について進化学的・生態学的研究をおこ
なっており、本講演ではマルカメムシ類、ベニツチカメムシ、トコジラ
ミについての研究成果を中心に紹介する。加えて、南西諸島のカメムシ
類における体内共生細菌の多様性についても最新の知見と展望を紹介し
たい。
演題:
分子、行動、化学の観点から見た好蟻性昆虫アリヅカコオロギの寄主特異性
講演者: 小松貴(信州大学大学院総合工学系研究科)
要旨:
アリヅカコオロギ属
Myrmecophilusはアリの巣内で生活するコオロギの仲間で、アリから餌を横取りしながら生活している。アリは体表を覆う炭化水素(CHC)の組成により、自分の巣仲間を厳密に識別しているが、アリヅカコオロギ属はアリ体表からこのCHCを奪い取り、自分の体表にまとう性質を持つためにアリからの攻撃を免れるとされる。
近年、日本産アリヅカコオロギ属は微細な形態形質により、従来考えられていたよりも多数の種が存在すること、そしてそれらは種毎に特定分類群のアリの巣から発見される可能性が指摘された。演者はこの仮説を検証するために本属の分子系統解析を行い、その結果アリヅカコオロギ属には形態では識別できないばかりか、寄主傾向が明瞭に異なる複数の系統が存在することが示された。
また、これらの中でも単一アリ種のみに寄生する種(スペシャリスト)は、複数のアリ種に寄生できる種(ジェネラリスト)と比較して効率よくアリから給餌を受ける特異な行動生態を発達させていること、そして自分の専属パートナーのアリ種不在下では極めて短時間で死亡することが明らかとなった。さらに、スペシャリストはジェネラリストと比較して、アリから得たCHCを長時間保持する能力をもつ可能性も示唆された。
アリヅカコオロギ属は、単一属内において多彩な寄主傾向およびそれに関連した段階的な行動的特化が見られる点で、系統進化的にみて非常に興味深い生物群と考えられる。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年4月24日(金) 17:00~18:00
場所: 琉球大学農学部 209教室(中講義室)
※セミナー修了後,演者を囲んだ懇親会を行います.研究室の新歓パーティーとの合同になる予定です.
(懇親会会場:いぶし銀次郎 西原店 http://r.gnavi.co.jp/f279501/)
今回は研究打ち合わせと調査で来沖される鳴門教育大の小汐千春さん,工藤慎一さんにセミナーをお願いしました.これから開始されるカミキリモドキの研究について話題提供していただきます.奮って御参加下さい.
演題:
カミキリモドキのオスの腿節が太くなるワケは?
講演者: 小汐 千春1・工藤 慎一1
1. 鳴門教育大学・生物学教室
いくつかの昆虫では,オスの後脚が大きく発達するという性的二型が報告され
ており,一般にはオス間闘争に用いられると考えられている。フタイロカミキ
リモドキOedemeronia sexualis(鞘翅目カミキリモドキ科)では,オスの後脚
腿節が肥大していて,鮮やかなオレンジ色をしている。しかし,オスどうしが
この肥大した後脚を用いて闘争するという行動は観察されない。メスは複数回
交尾するが,交尾試行を行うオスに対してしばしば激しい抵抗を示す。メスは
柔らかい腹部を曲げ,オスの把握をふりはらうべくもがき,オスに噛みつき,
オスの鞘翅などにしばしばメスの噛み傷がつく。オスはこのように抵抗するメ
スを後脚でしっかり把握し,交尾に至る。すなわち,オスの肥大した後脚は,
交尾の際に抵抗するメスを把握するための把握器としての役割を持っていると
考えられ,腿節が大きいオスが交尾に成功すると予想された。そこで,オス二
頭とメス一頭を容器に入れ,どのようなオスが交尾に成功するかを調べてみた。
その結果,体サイズおよび後脚のサイズが大きいオスが交尾に成功していた。
おそらく,フタイロカミキリモドキのオスの太い腿節は,交尾に対して抵抗す
るメスを把握する上で重要であり,オス間闘争ではなく,性的対立の観点から
説明出来るのではないかと思われる。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年4月2日(木) 17:00~18:00
場所: 琉球大学農学部 209教室(中講義室)
※セミナー修了後,演者を囲んだ懇親会を行います(「石嶺食堂」19:00~ 那覇市首里石嶺町4-346-1)
今回は研究打ち合わせのため来沖される東京大学の岸野洋久先生にセミナーをお願いしました.講演では最新の分子進化モデルに関する話題を提供していただきます.皆様奮って御参加下さい.
演題:
Using a database and a prior for the estimation of structural evolution and recombination
講演者: Leonardo de Oliveira Martins1, Teruaki Watabe2 and Hirohisa Kishino1
1. Graduate School of Agricultural and Life Sciences, University of Tokyo
2. Center of Medical Information Science, Kochi University
Sequence evolution drives the adaptive evolution through phenotypic change. Because of its relatively
simple life cycle, viral populations give us unique opportunities to quantify and to predict the
fitness of the sequence evolution. To understand the cost of the escape from the immune system, we
developed a knowledge-based binding ability of a protein complex. The change in the binding ability
of the spike protein with the host receptor and the binding ability with the antibody determines
the ability of the escape from the antibody and the reduced infectivity. Recombination plays an
essential role in viral evolution through genome reorganization. We developed an algorithm to
calculate the distance between tree topologies that expresses the number of recombination events.
Our Bayesian hierarchical model penalizes the recombination distances between the neighboring segments
and estimates the distribution of the recombination break-points along the genomes and the patterns
of recombination events.
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年3月25日(水)16:30-17:30
場所: 琉球大学農学部 209教室(中講義室)
※セミナー修了後,演者を囲んだ懇親会を行います(会場未定)
今回は今月25日に学会で来沖中の理化学研究所の三澤さんにセミナーを開いていただくことになりました。奮って御来聴ください。
演題:
ヒト東京集団(JPT)と北京集団(CHB)で遺伝子頻度の違いがある領域のゲノムワイド探索
講演者: 三澤計治 (理化学研究所 次世代計算科学研究開発プログラム
現在、我々のチームでは、スーパーコンピュータを使い、全ゲノム関連解析を高
速で行うシステムを開発中しています。全ゲノム関連解析とは、ゲノム全体にわ
たる遺伝的な相違点を、患者群とコントロール群で比較することにより、疾患の
遺伝的原因を探る研究方法です。ヒト全ゲノム関連解析により、多くの疾患の遺
伝的原因が急速に解明されつつあります。しかし、全ゲノム関連解析では、患者
群とコントロール群で遺伝的背景が異なる場合には、疾患と関係ない遺伝子でも
遺伝子頻度が異なることがあり、本来は疾患と関係ない遺伝子を疾患関連遺伝子
とみなしてしまう恐れがあります。そこで、私たちは、全ゲノム関連解析を行う
システムを開発するのと同時に、ヒト分集団間の遺伝的な差異を調べています。
ヒト分集団間の遺伝的な差異の指標、Fstという値があります。このFstという値
は、全ゲノム関連解析で使われるカイ二乗検定の中のPearson Scoreと正比例す
る値です。余談ながら、Fstは血縁度とも密接な関係があります。HapMapプロ
ジェクトの、東京からのサンプル(JPT)と北京からのサンプル(CHB)について、ヒ
トゲノム全体にわたるFstの分布を求めました。また、そのFstの値について、開
発中のプログラムを使い、FisherのExact testとPermutation testを行いまし
た。その結果、かなりの数のSNPが、JPTとCHBで有意に異なっていることがわか
りました。つまり、全ゲノム関連解析を行う時には、東京の患者に北京のコント
ロール、あるいはその逆のようなやり方で関連解析すると間違いが起こることが
わかりました。今後は同じ日本人内でも異なるのかどうか調べていきたいと思っ
ています。
昆虫学特別セミナーのお知らせ
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日時: 2009年2月20日 (金) 16:30~18:30
場所: 琉球大学農学部 209教室(中講義室)
※セミナー修了後,演者を囲んだ懇親会を行います(19:30~『石嶺食堂』 那覇市
首里石嶺町4-346-1).本懇親会は修士課程修了者の祝会も兼ねていますので,参加
されるみなさんは修士の方々も労ってください!
今回は茨城県つくば市にある独立行政法人国立環境研究所,および愛媛大学から
4人のゲストにお越しいただき,主に水圏の群集生態学・生態毒性学に関する話
題を提供していただきます.講演内容は群集解析のモデリングからプランクトン
および水質の実地調査まで極めて多岐に渡ります.また各演者は当該分野で精力
的に論文執筆・講演を行っている方ばかりです.めったにないチャンスですの
で,多くの方の御来聴を歓迎します.
演題1:
霞ヶ浦動物プランクトン群集における機能形質分布と生態系機能の変化
講演者: 田中 嘉成(独立行政法人国立環境研究所 環境リスク研究センター)
環境変化に対する動物プランクトン群集の応答がどのように湖沼の生態系機能
(栄養転換効率)に影響するかを推定するために,栄養転換効率と動物プランク
トンの機能形質との関係を数理モデルから推測し,生態系機能にとって重要な動
物プランクトン種の機能形質を整理した.さらに,霞ヶ浦長期モニタリングデー
タから,過去25年間に生じた動物プランクトン群集の変化に対して形質ベースの
解析を試み,長期的環境変化と生態系機能反応との関係を類推した.
演題2:
プランクトン群集における生物間相互作用の役割とそれを撹乱する殺虫剤
影響の評価
講演者: 坂本 正樹(独立行政法人国立環境研究所 環境リスク研究センター)
近年、水圏生物に及ぼす有害化学物質の影響として、捕食者-被食者間相互作用
の撹乱が注目されている。その例として、動物プランクトンの形態変化に及ぼす
殺虫剤の影響が挙げられる。数種のDaphnia (ミジンコ)では捕食者誘因性の形態
変化(特定の捕食者の存在下でのみ誘導される)が殺虫剤(カーバメイト系や有
機リン系)によって誘導されてしまう。この殺虫剤による形態変化の誘導は通常
の毒性試験では影響が検出できないような低濃度での曝露によって引き起こされ
る。その結果、ミジンコと捕食者間の食う‐食われる関係に影響を及ぼすことに
なる。動物プランクトン群集は湖沼の食物網において、エネルギー伝達の面で生
産者と高次消費者をつなぐ重要な役割を持つことから、このミジンコに及ぼす殺
虫剤の影響は生態系全体に波及すると考えられる。そのため、このような生物間
相互作用の撹乱を正確に評価することが今後の課題となる。
本講演では、私たちの研究例を紹介し、群集構造の決定に生物間相互作用がいか
に重要な役割を果たしているか、その相互作用を有害化学物質がいかに撹乱して
いるかについて議論する。
演題3:
ため池の水生植物における水質と水域の連結性の相対的重要性-浮葉植物と
沈水植物の比較
講演者: 赤坂 宗光(独立行政法人国立環境研究所 環境リスク研究センター)
ある生育地の種多様性は,生育地間での個体分散など地域プロセスと生育地内で
作用する局所プロセス(物理環境,競争等)の両方の影響を受け得る.両プロセ
スの相対的な重要性を明らかにすることは,生育地の種多様性を規定する機構を
理解するだけではなく,種多様性の保全にも貢献する.
本研究は連結する数の異なる重ね池のつらなり(池群)31組を用い,1)水生植
物の種多様性に対する,水質によって出現種が選択されるというプロセスと,他
の池との連結により生じる,水流による種子などの散布プロセスの相対的な重要
性,2) 両プロセスの相対的な重要性の水生植物の生活形(沈水・浮葉)による違
いを明かにすることを目的とした.浮葉植物の出現種数は水質よりも池群の連結
数で説明された.一方,沈水植物の出現種数は,池群の連結数よりも水質によっ
て説明できた.同様に,個々の水生植物の出現も浮葉植物では,水質よりも上流
の池に同種が生育しているかどうかが,より重要であった.沈水植物では,水質
がより重要であった.以上から,水質,散布体の散布とも沈水・浮葉植物の種多
様性と関係していたが,生活形の違いにより両プロセスの相対的な重要性が異な
ることが示唆された.
演題4:
沿岸域の環境変動とプランクトン群集:人為的な環境変動によるプランク
トン群集の構造・機能変化とその意義
講演者: 張 光? (Chang Kwang-Hyeon)(愛媛大学 沿岸環境科学研究センター)
海洋沿岸では、集水域における人間活動や水産養殖の集中による水質汚染が問題
となっている。また、地球規模の気候変動に起因する海流変動は、沿岸の化学・
物理的環境に大きな変化をもたらす。特に、閉鎖的な内湾域は、集水域からの高
密度の負荷や長い滞留時間といった特徴を持つため、集水域における環境汚染や
外洋から流入する海流の変化によってその生態系の構造と機能が大きく変動す
る。本セミナーでは、動物プランクトン群集を中心とした「沿岸プランクトン群
集と環境問題」に関する以下の2題の研究内容を紹介し、内湾域生態系汚染の実
態、生態系構造に対する影響とその評価、また人間生活への影響について論じたい。
1. 四国宇和海における動物プランクトン群集に対する海流変動と富栄養化の影響
宇和海沿岸域では、黒潮を起源とする急潮と、湾外の深層を起源とする冷水塊
(底入り潮)の流入によって水温や栄養塩濃度などが激しく変動している。特
に、その変動は、ピコ植物プランクトン、珪藻や渦鞭毛藻を中心とした浮遊生物
食物網の構造と機能に大きな影響を及ぼすことが知られている。また、近年は魚
類養殖漁場の拡大により富栄養化が進行している。しかし、植食者及び捕食者と
して浮遊生物群集内で上位を占めている大型動物プランクトン群集の変動や浮遊
生物食物網内の彼らの役割についてはまだ十分に理解されていない。本研究で
は、急潮および富栄養化による動物プランクトン群集への影響を、現場調査およ
び様々な生物実験を行い評価した。
2. フィリピン・マニラ湾における化学汚染と浮遊生物食物網の構造および機
能に関する基礎調査
マニラ湾は、フィリピンで最も深刻な海洋汚染と資源枯渇の問題に直面している
海域である。マニラ湾周辺の人口集中に起因する深刻な富栄養化、また、周辺地
域における有害化学物質による環境汚染は、マ二ラ湾の生態系に大きな影響を及
ぼしていると考えられる。本研究では、湾内における化学物質による環境汚染の
実態とそれによる海洋沿岸生態系のかく乱状況を詳しく調べるため、湾内におけ
る水質、底泥中の有害化学物質を測定すると同時に、水中生物群集の動態および
汚染物質の蓄積状況に関する調査を、各専門研究者による共同研究で行った。本
発表では、本研究の概要およびプランクトン群集の時・空間分布に関する結果を
紹介する。
臨時セミナーのお知らせ
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演題:
Effects of local adaptation and mutualistic interactions on the spread
of an invasive ant in lowland African rainforest
講演者: Alexander S. Mikheyev (Univ. of Texas)
日時: 2009年1月23日 (金) 17:00~18:30
場所: 琉球大学農学部 204教室
精子由来のゲノムが雌由来のゲノムを殺してクローン雄を作る利己的生殖が昨今話題になった、侵略的外来種のコカミアリ
Wasmannia auropunctataに関する最新情報を紹介します。(1)侵入先のアフリカでは「赤の女王」メカニズムで有性生殖が独立に何度も再進化したことの証拠の提出、(2)外来アリの侵略生の仕組みとして議論されていた甘露排出者との共生関係の重要性の実証データなどです。
諏訪部真友子 博士論文 公聴会
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博士論文公開審査会のお知らせ
論文題名
沖縄本島におけるアリの群集生態学
~人為的環境撹乱が外来アリの侵略に与える影響~
日時:2009年1月20日 (火) 14時~15時
場所:琉球大学農学部 207教室
発表者
諏訪部真友子
(鹿児島大学大学院連合農学研究科 生物環境保全学専攻)
立田晴記 特別セミナー
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日時:12月 20日(土) 16時~ 場所:琉球大学農学部 2階 209教室
8月に国立環境研究所より本学に赴任しました立田です.本セミナーでは自己紹介を兼ねて,これまで所属してきた機関で実施した話題3つをかいつまんで紹介します.
いずれのテーマも継続中もしくは関連課題を模索中のもので,話自体未完成な部分が多々ありますが,今後の指針を含めてお話できればと思います.
話題1:フキバッタ亜科昆虫における染色体変異と地理的分化
染色体の構造変異は移動分散能力が低く,隔離集団を形成しやすい生物種においてしばしば観察される.サッポロフキバッタPodisma sapporensis
Shirakiもその1種で,前翅が退化していることから移動分散能が極めて低く,地域ごとに分集団を形成している.本種は通常22本の常染色体に加え,雄が1本のX染色体,雌が2本のX染色体で構成される(X0/XXレース).また一部の地域集団ではX染色体と特定の常染色体との間に融合が生じ(ロバートソン型転座),その結果20本の常染色体に加え,雄がX染色体とY染色体,雌が2本の常染色体で構成されている(XY/XXレース).更にそれぞれのタイプにおいて偏動原体型逆位(pericentric
inversion)による染色体変異が存在し,その多型レベルは地域集団間で大きく異なっている.これらの染色体レースの進化的起源を探るため,各レースに含まれるバッタ標本のミトコンドリアDNA上の2遺伝子(cytochrome
oxidase subunit IIおよび16SrDNA)888bpをダイレクトシークエンス法により解読し,最節約系統樹を作成した.その結果,X0/XXレースおよびXY/XXレースの単系統性は支持されなかった.解析によって得られた樹型とXY/XXレースはX0/XXレースから派生したものと考えられる点を考慮すると,XY/XXレースが2回以上生じた可能性,および異なるレース間で遺伝子浸透が生じている可能性が示唆された.
話題2:クワガタムシ形態の解析:交尾器に見られる特異な変異
多様な形状を示す交尾器がどのようなプロセスを経て進化したのかという疑問に対して幾つかの仮説が古くから提唱されている.近年の研究では交尾器形状が種内で常に安定しているという見方よりも,むしろ性的対立(sexual
conflict)のモデル系で示されるように,軍拡競争的に作用する性選択により,交尾器形状は柔軟かつ急速に進化しうるとする仮説検証が盛んに行われている.一般に交尾器に限らず,器官へと発達する原器は隣接する他の器官と栄養を巡る競争によって成長が抑制される.複数のパーツによって成り立つ交尾器でも双方のパーツが影響を及ぼしながら成長すると予想されるが,一部の交尾器パーツに軍拡競争等による性選択が働く場合,全ての交尾器パーツが必ずしも類似した変異パターンを示すとは限らない.これらの予測を検証するため,性的2型の著しいノコギリクワガタの形態形質を詳細に測定した.体サイズに対する各パーツの相対成長を解析したところ,交尾器形質は雌雄共に1より小さい値をとった.これは中間的サイズの交尾器を持つ個体が交尾に対する適応度が最も高いとする仮説(“one-size-fits-all”仮説)を支持する結果であった.さらに折れ線型回帰モデルによる分析を実施したところ,交尾器形質の相対成長係数に変化が見られる体サイズに交尾器パーツ間で大きなバラツキがあり,さらに回帰直線の残差は非交尾器形質と有意な相関を示さなかった.とりわけ受精に大きく関与する器官の変異性は特異的であった.これらの結果は,交尾器パーツは必ずしも類似した変異を示さないこと,また一部の交尾器形質に見られる大きな残差は選択に対する強い反応(選択差)を生み出す要因となりうることを示唆している.
話題3:野生生物個体群における遺伝的不連続性の検出:ニホンジカを例に
平成16年度から18年度まで実施された環境省環境技術等開発推進費「空間明示モデルによる大型哺乳類の動態予測と生態系管理」のサブテーマの1つである「遺伝子によるシカの集団構造の解析に関する研究」の成果を紹介する。研究背景として、千葉県房総半島におけるシカ個体群は乱獲等による個体数や分布の衰退が著しかったが、現在では半島南部~中部に広く分布を拡大し、自然環境や人間活動に対して様々な影響を与えている。特に深刻化しているのが、過度な採食によるバイオマスの減少や生態系機能の低下、および農林業被害の増加である。こうした状況を受け、各地でシカ管理計画の策定など具体的な取り組みが行われているが、これらの管理計画は生態系管理の理念から考えると十分なものとは言えない。例えば哺乳類では雌雄の行動範囲に性的相違が見られることが知られており、分布の端と中心部で個体数の増加速度が異なっている可能性がある。また地形や道路、ゴルフ場といった様々な物理的障壁は個体の移動スケールや個体群の分布拡大パターンに影響を与えていると考えられるが、現在行われている捕獲事業はこれらの行動および景観情報を考慮しないまま実施されている。シカ密度の効率的抑制とシカ個体群の「健全性」維持という両立が難しい目標を掲げるに当たり、地理的障壁を考慮に入れたシカの移動パターンを把握すること、また遺伝的劣化や固有性の判定に利用可能な遺伝的多様性の空間構造を解析することが不可欠である。個体の行動範囲や移動パターンは捕獲した動物に発信器を取り付けるなどして調査されてきたが、近年では景観情報とDNA多型情報を同時に解析することで、従来法では困難だった景観構造を考慮した個体群レベルの移動・繁殖様式を推定する試みがなされている。発表では主にDNA多型情報に基づく個体ベースの空間クラスタリング法を紹介し,実際に房総半島のシカ集団に適用した結果を報告する。
安部 淳 博士(岐阜大学・応用生物) 特別セミナー
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日時:12月 5日(土) 17:00時~18:00
場所:
琉球大学農学部 2階 209教室
懇親会 19:00~ (会場:「石嶺食堂」 沖縄県那覇市首里石嶺町4-346-1)
極端な雌偏向性比を示す寄生バチMelittobia
性比調節に関する研究は、進化生態学の中でも最も成功を収めてきた分野のひとつである。しかし、単独性の狩りバチやハナバチの寄生
バチMelittobia(ヒメコバチ科)の示す極端な雌偏向性比(雄率1~5%)は、既存の理論では説明することができない。本属の雄は羽化した
寄主上から分散せず、同じ寄主から羽化した雌雄どうしで交尾が行われる。このため、兄弟間の競争を避けるために、性比が雌に偏ってい
ると考えられる(局所的配偶競争理論;Hamilton 1967)。しかし、この理論では、同じ寄主に産卵する母バチ数が増えるに
従い、性比は50%に近づくと予想されるのに対し、実際の性比は極端な雌偏向のままほとんど一定した。
この極端な性比パターンを説明するため、本属で特徴的に見られる雄間闘争に着目した。雄成虫は殺し合いの闘争を行うが、この闘争で
遅れて羽化する雄は圧倒的に殺されやすいことがわかった。このため、複数の母バチが同じ寄主に産卵する場合であっても、殺されやすい
後から羽化する雄を産むのを避け、雌偏向性比で産んでいると考えられる。雄間闘争の効果を組み込んだ動的ゲームモデルでは、実際の性
比や雌雄の羽化パターンに定性的に合う結果が予測された。一方、本属の性比を説明する別の要因として、同じ寄主に産卵する母バチ間の
血縁関係も考えられる。彼女達の間に血縁関係があれば、血縁のある息子どうしの競争を避けるため、性比は局所的配偶競争の予測よりも
さらに雌に偏ると予測される。この効果と実際のMelittobiaの生活史との関係についても検討し、今後の野外調査やモデル解析の研究計画
についても紹介する。