Evolution of male genital morphology in insects in response to predation-mediated selection

昆虫雄性生殖器形态响应捕食介导选择的进化

• 批准号: 22K15177
• 负责人: 篠原 忠
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15177/
• 关键词: 交尾行動; 交尾器形態; 翅形態; 捕食-被食関係; カメノコハムシ亜科; 形態多様化; 雄交尾器; 系統種間比較

カメノコハムシ亜科の翅末端に見られる扁平縁や棘といった突出構造の発達は，捕食者による捕食を防ぐ一方で，交尾時にオス交尾器がメス腹部へ接触するのを妨げる可能性がある．これを検証するため，翅末端に扁平縁を持つイチモンジカメノコハムシを対象とし，扁平縁幅を操作して行動実験を実施した．メス個体については，扁平縁とほぼ同じ幅に切った厚紙を翅末端に貼り付けた「非伸長メス」と，扁平縁の約2倍の幅の厚紙を貼り付けて扁平縁を伸長させた「伸長メス」を用意した．いずれかのメス1個体をオス1個体とともにシャーレに入れて配偶行動を観察し，交尾の成功/失敗について記録した．その結果，非伸長メスを用いた実験では，51トライアルのうち6トライアルでオスがメスにマウントする行動が観察され，そのすべてのオスが交尾に成功した．一方，伸長メスを用いた実験では，42トライアルのうち5トライアルでオスがメスにマウントする行動が観察され，そのすべてのオスが交尾に失敗した．以上のように，発達した突出構造は交配相手の接近を物理的に妨げ，交尾成功率の低下をもたらす可能性が示された．翅末端の突出構造が交尾を妨げるならば，突出構造が発達した種では交尾の妨げを克服するようなオス交尾器形態が進化する可能性がある．メス翅末端の突出構造の幅とオス交尾器のサイズ・形状の相関進化を検証するために，日本産カメノコハムシ亜科15種のサンプリングを行った．一部の種ではオス交尾器の解剖が完了しており，種間比較のためにサイズや形状を定量化する準備が整いつつある．

突出结构的发展，例如在胸甲虫亚科的翅膀末端发现的平坦边缘和棘突，防止了捕食者的捕食，同时也防止了男性交配在交配过程中接触雌性腹部。为了验证这一点，我们使用翅膀末端的行为甲虫进行了行为实验。对于女性，我们准备了一个“非延伸女性”，将纸板切成固定的末端，并在翼上固定的末端，还有一个“延长的女性”，纸板的纸板大约是固定边缘宽度的两倍，以延伸平坦的边缘。一个女性与一名男性一起放在培养皿中，以观察婚姻行为，并记录了交配的成功/失败。结果，在使用非延伸女性的实验中，在51次试验中的六个中，男性安装在女性上，并且所有男性都成功地交配了。另一方面，在使用细长的女性的实验中，男性在42个试验中的五个中安装在女性上，并且所有雄性都无法磨损。如上所述，已经表明，开发的突出结构在物理上阻止了交配伙伴的亲密关系，从而导致交配成功率降低。如果在末端机翼处的突出结构阻止交配，则男性交配形态可能会在具有发达的突出结构的物种中发展，从而克服了交配的干扰障碍。为了验证女翼端突出结构的宽度与男性交配机器的大小和形状之间的相关性演变，我们对15种日本血小板甲虫进行了采样。在某些物种中，男性交配器官已被传播，现在准备量化种间比较的大小和形状。