地下環境へ進出した甲虫を対象に、感覚器官の発達と消失、その進化過程を解明する

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地下性生物は一般的に眼が退化し，その機能である視覚も退化することが知られている．視覚は，像の形成・色覚・光受容などに区分されるが，地下進出に伴って，これらの機能がどのような順序で退化するのかについては，ほとんど分かっていない．これを明らかにするため，本年度は，地下進出の過程を反映すると考えられるチビゴミムシ亜科3種：よく発達した複眼を持つ地表性の種，痕跡的な複眼を持つ地下浅層性の種，複眼を完全に消失した洞窟性の種に着目した．これらのゲノム配列とトランスクリプト配列を取得し，像の形成に必要な複眼の色素である，オモクローム合成経路の遺伝子と，色覚や光受容に関わるオプシン遺伝子について調べた．その結果，地下浅層性の種ではオモクローム合成経路の遺伝子が偽遺伝子化しており，洞窟性の種ではオモクローム合成経路の遺伝子とオプシン遺伝子が偽遺伝子化していることが分かった．また地下浅層性の種は，赤色/緑色/青色/紫外光を照射した時に，暗所と明所のどちらを選好するか実験した．その結果、赤色/緑色/青色光を照射した時は選好性が見られなかったが，紫外光を照射した時は暗所を選好することが分かった．以上のことから，地下浅層性の種では像を形成する機能が退化し，色覚や光受容の機能は保持すること，洞窟性の種では色覚や光受容の機能も退化していることが示唆された．チビゴミムシの地下進出において，像を形成する機能が先に退化し，その後色覚や光受容する機能が退化したという順序があるかもしれない．これらの結果をまとめプレプリントサーバーであるbioRxivに掲載した．現在は学術雑誌の査読中である．