昆虫の概日リズムにおける温度同調機構の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、タマネギバエの羽化リズムを制御する概日時計と温度変化の関係に注目した。このハエは、地下2～20cmで羽化するので、リズムを24時間周期に同調させる環境信号は温度変化のみである。ハエのさなぎがさらされる温度環境(最高・最低温度、地温の上昇・下降開始時刻など)は深さによって大きく異なるが、どの深さでも早朝のほぼ同じ時刻に羽化が起こる。この羽化時刻の補正は、地温の日較差(1日の最高温度と最低温度の差)が、浅いところでは大きく、深いところでは小さいことを利用して行われる。つまり、温度較差が大きければ羽化時刻を遅らせ、小さければ羽化時刻を早めることで、どの深さにいるさなぎも早朝に羽化できる。当該年度の研究では、温度較差に応じて羽化時刻を変えるしくみを明らかにするために、2℃較差の正弦波状温度サイクル(最高26℃最低24℃)にさなぎをおき、26℃から24℃へ変化する途中で25℃一定にして、さまざまな時刻で12時間だけ26℃または29℃の高温、24℃または21℃の低温へさらした。その結果、同じ処理でも与えた時刻によって羽化時刻を早めるか、遅らせるかは異なっていた。横軸に処理の時刻、縦軸に位相変位をとって位相反応曲線を描いたところ、概日時計には高温に反応して羽化時刻を遅らせる位相と早める位相があり、それらはそれぞれ低温に反応して羽化時刻を早める位相と遅らせる位相でもあることがわかった。自然界の毎日の高温と低温は羽化時刻が遅れるように時計の位相に当たり、さらに温度変化量が大きいほどより効果的なようである。そのため、結果として1日の温度較差が小さいときに羽化時刻が早まると考えられた。また、最初にさらす温度サイクルの較差を20℃(最高35℃最低15℃)として25℃一定にした後29℃または21℃の処理を行うと、その効果は較差が2℃の温度サイクルにさらしたときよりも弱くなることもわかった。