京大、シロアリを用いて昆虫が有性生殖と単為生殖を切り替える仕組みを発見

  [2014/11/19]

京都大学は11月18日、昆虫が有性生殖から単為生殖に繁殖様式を切り替える仕組みを発見したと発表した。

同成果は同大学農学研究科の松浦健二教授と同 矢代敏久 特定研究員によるもので、米国科学誌「Proceeding of the National Academy of Sciences USA (PNAS)」のオンライン速報版に掲載される予定。

多くの動物は卵と精子を授精させて次世代を作り出す有性生殖によって繁殖している。しかし、有性生殖はオスを作らなければならないため、メスだけで繁殖する単為生殖より効率が悪い。自分の遺伝子を残すという観点からも、オスの遺伝子を必要としない分、単為生殖のほうが有効といえる。

今回の研究では、女王が有性生殖と単為生殖の両方を使い分けているヤマトシロアリに注目した。昆虫の卵の表面には、卵門と呼ばれる精子を通すための孔が開いていおり、ヤマトシロアリの卵には平均9個の卵門があるとされる。

ところが、松浦教授ら計6000個の卵を調べたところ、卵門の数にばらつきがあり、一部の卵には卵門が全くないことが判明。卵の中で発育中の胚を解析した結果、卵門の無い卵は単為生殖、卵門がある卵は有性生殖で発生していることがわかった。さらに、女王が若いうちは卵門の多い卵を産み、老化と共に卵門の無い卵を産むようになることがわかったという。

ヤマトシロアリの卵門(上図)。多くの卵の卵門を色素で染めて調べると、一部の卵には卵門がないことが判明した(左下図)。右から卵門数9、4、2、0。

女王の老化と卵門数の比較

つまり、シロアリの女王は、通常は有性生殖によって働きアリや羽アリを生産しているが、老化して死ぬ前に卵門の無い卵を生むようになり、自分の後継女王を単為生殖で生産していることが判明した。

今後、卵門の開閉というメスの形質に着目した研究がさまざまな種で行われることにより、昆虫における性の異議と単為生殖の進化の理解が深まることが期待される。



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