アリのカースト進化に伴う翅多型メカニズムに関する進化生態学的研究

蚂蚁翅膀多态性机制与种姓进化的进化生态学研究

• 批准号: 06J04529
• 负责人: 宮崎 智史
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04529/
• 关键词: アリ; カースト; 性的二型; カドフシアリ; トゲオオハリアリ; 中間型繁殖カースト; 体色; 幼若ホルモン; 社会進化

アリの社会は雌カースト間での繁殖分業により成り立つが,その社会形態が種ごとに多様で,カースト間の形態差異が顕著である.そして雌雄間でも形態が顕著に異なるという特徴をもつ.アリの社会進化においてこれらの特徴を獲得したことは極めて重要であり,それらの形態を創出するメカニズムを解明することで,アリ類において顕著な形態分化及び複雑な社会性が進化してきた過程の考察が可能になるだろう.本年度はトゲオオハリアリにおいて顕著な性分化の過程について調べた.トゲオオハリアリの体色は雌が黒,雄が赤褐色と顕著に異なる.体色発現過程の観察により,この性差は黒色メラニンの有無により制御されることが示唆された.続いてメラニン生成に関わる体色遺伝子群の発現様式を雌雄で比較し,黒色メラニンの生成に関わるyellowの発現量が雌で高いことを示した.さらにRNAiによる遺伝子機能の解析を行い,yellowが雌の黒化に重要な役割を果たすことを示した.また,JH類似体の塗布実験により黒化不全が誘導され,さらにyellowの発現を著しく低下させたことから,色素生成に対するJHの抑制的な働きが示唆された.さらにJH感受期におけるJH濃度は雄の方が高く,一方JH受容体候補とされるMet遺伝子の発現に性特異的な傾向は見られなかった.従って,JHの性特異的な働きにより,雌雄で共有する遺伝子経路の一部がモジュールとしてその発現様式を変更されることで体色性差が実現されることを示唆した.本研究では形質発現に関わる遺伝子経路を性特異的に使い分けることで顕著な性分化をもたらすことを示したが,同様の機構により性もしくはカースト間で顕著な形態分化を実現することで,複雑なアリの社会性が維持されていると示唆される.

ア リ の female social は カ ー ス ト between で の breeding differentiated に よ り made into り つ が, そ の が kind of social form ご と に many others で, カ ー ス ト が の morphological differences between 顕 the で あ る. そ し て between male and female で も form が 顕 the に different な る と い う, 徴 を も つ. ア リ の social evolution に お い て こ れ ら の, 徴 を get し た こ と は extremely め て important で あ り, そ れ ら の form を hit す る メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と で, ア リ class に お い て 顕 な morphological differentiation and び complex 雑 な social が evolution し て き の investigation が た process may に な る だ ろ う. This year は ト ゲ オ オ ハ リ ア リ に お い て 顕 the な sexual differentiation process の に つ い て adjustable べ た. ト ゲ オ オ ハ リ ア リ の body color は が black female, male が auburn と 顕 the に different な る. The process of body color appearance is 観 to observe によ <e:1>, <s:1> <s:1> sexual difference <s:1> black メラニ <e:1> <s:1> whether there is a によ <s:1> control される とが とが とが indicating された. 続 い て メ ラ ニ ン generated に masato わ る body color heritage 伝 subgroup の 発 presently others type を male and female で し, black color メ ラ ニ ン の generated に masato わ る yellow の 発 now quantity が female で high い こ と を shown し た. さ ら に RNAi に よ る heritage 伝 line function analytical を の い, yellow が female の black change に important な "を cut fruit た す こ と を shown し た. ま た, JH similar body の coating be 験 に よ り black not perfect が induced さ れ, さ ら に yellow の 発 を now the し く low さ せ た こ と か ら, pigment-producing に す seaborne る JH の inhibition of な 働 き が in stopping さ れ た. さ ら に JH feel period に お け る concentration JH は male の が く high, side by JH, let body alternate と さ れ る Met heritage 伝 son の 発 に now Sexually specific な tendencies られな られな った った. 従 っ て, JH の sex specific な 働 き に よ り, male and female で mutual す る heritage 伝 の 経 road son a が モ ジ ュ ー ル と し て そ の 発 others type を now - more さ れ る こ と で poor body color が be presently さ れ る こ と を in stopping し た. This study で は character 発 now に masato わ る posthumous son 伝 経 road を sex specific に make い points け る こ と で 顕 the な sexual differentiation を も た ら す こ と を shown し た が, with others in の institutions に よ り sex も し く は カ ー ス ト between で 顕 the な を morphological differentiation be presently す る こ と で, complex 雑 な ア リ の social が maintain さ れ て い る と in stopping さ れ る.

项目成果

Genome size of termites (Insecta, Dictyoptera, Isoptera) and wood roaches (Insecta, Dictyoptera, Cryptocercidae)

• DOI: 10.1007/s00114-008-0395-7
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: Naturwissenschaften
• 作者: Shigeyuki Koshikawa;S. Miyazaki;R. Cornette;Tadao Matsumoto;T. Miura

Small queen and big headed workers in a monomorphic ponerine ant

单一形态的马蚁中的小蚁后和大头工蚁

• 发表时间: 2008
• 期刊: Naturwissenschaften 95
• 作者: 藤田龍介;浅野眞一郎;佐原健;伴戸久徳;Shigeyuki Koshikawa;Tomonori Kikuchi
• 通讯作者: Tomonori Kikuchi

Molecular basis underlying the sexual dimorphism of body color in the ponerinae ant Diacamma sp.

Ponerinae ant Diacamma sp 体色两性异形的分子基础。

• 发表时间: 2008
• 作者: 藤田龍介;浅野眞一郎;佐原健;伴戸久徳;Shigeyuki Koshikawa;Tomonori Kikuchi;Tomonori Kikuchi;Satoshi Miyazaki
• 通讯作者: Satoshi Miyazaki

トゲオオハリアリの体色にみられる性的二型の発現機構

刺蚁体色两性二态性的表达机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 楠本晃子;原田俊彦;牧野壮一;川本恵子;宮崎智史
• 通讯作者: 宮崎智史