Diversity of defensive mechanisms using sequestered prey toxins in snakes: From passive oozing to spontaneous spraying

使用蛇体内隔离的猎物毒素的防御机制的多样性：从被动渗出到自发喷射

• 批准号: 21H02551
• 负责人: 森 哲
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02551/
• 关键词: 防御機構; 毒; 進化; 爬虫類; 頸腺

本年度も前半はコロナ禍の影響で海外渡航ができなかったが、秋にはインドネシアに渡航することが可能となり、短期間ではあるが野外調査と室内実験を実施した。特にシロハラヤマカガシが持つ新規な頸腺類似器官の詳細な観察と滲出液の化学分析、および本種の分子系統解析を行った。その結果、本器官が頸腺と同様にブファジエノライドを含有することを確認した。また、本種はこれまで頸腺クレードと呼んでいた系統群には含まれず、本クレードの姉妹群の中に含まれることが明らかになった。このことから、頸腺システムの進化が独立に2回生じたか、あるいは、二次的な消失が複数回起こったことが推察された。さらに、アカクビヤマカガシの防御行動の詳細な実験も実施し、頸腺に依存したディスプレイは成体よりも幼体がより頻繁に行うことなどが示された。他の国への渡航はできなかったものの、中国の共同研究者により撮影された同国産ミミズ食ヤマカガシ類数種の頭部形態を日本産ヤマカガシと比較することにより、食性に応じて頭骨形態や歯の形状が変化していることを確認した。また、頸背腺を持つ中国産ヤマカガシ類であるミゾクビヤマカガシ群の分類学的再検討を行った結果、本群には隠蔽種が複数含まれていることが明らかになった。また、既存のサンプルを分析し、海外産ヤマカガシ類12種の頸腺毒成分を解析し、これらの種はいずれもブファジエノライドを持つが、その組成は種間で変異に富むことがわかった。特に頸腺クレードの中で最も祖先的な位置にあるスリランカ産のナマリイロヤマカガシでは、取り入れた毒の変換能力が低いことが示唆された。国内においては、単一個体群から得られたヤマカガシの頸腺毒量の定量的分析を実施し、頸腺に含まれる毒量は相対的に非常に高いこと、雌では季節的に毒量が変化し、これはおそらく繁殖と関係していることなどが明らかになった。

虽然今年上半年因为新冠肺炎疫情我们无法出国，但秋天我们还是去了印度尼西亚，进行了实地考察和室内实验，虽然时间很短。特别是，我们对白腹日本橡树所具有的新型颈部腺样器官进行了详细观察，对分泌物进行了化学分析，并对该物种进行了分子系统发育分析。结果证实，该器官与宫颈腺一样含有蟾蜍二烯内酯。此外，据透露，该物种不包括在以前称为颈枝的系统发育群中，而是包括在该进化枝的姐妹群中。这表明颈腺系统独立进化了两次，或者说其二次消失发生了多次。此外，他们对红颈日本翠鸟的防御行为进行了详细的实验，结果表明，幼年翠鸟比成年翠鸟更频繁地进行颈部腺依赖性表现。尽管他们无法前往其他国家，但通过将中国合作者拍摄的几种来自中国的以蚯蚓为食的山鹿与日本山鹿的头部形态进行比较，他们能够根据不同的特征确定其头骨的形状。证实它们的进食习惯发生了变化。此外，对中国白屈菜属的颈背腺菌纲须菌纲进行分类学复查，发现该类群包含多种隐性物种。此外，我们对现有样本进行了分析，并对来自海外的12种山形属物种的颈部腺毒成分进行了分析，发现虽然这些物种都含有蟾蜍二烯内酯，但其成分在物种之间存在很大差异。特别是，宫颈腺分支中最古老的位置，斯里兰卡的 Namariiroyamakagashi，被认为具有较低的转化引入毒素的能力。在日本，我们对单个种群获得的山神颈腺中的毒素含量进行了定量分析，发现颈腺中的毒素含量相对非常高，并且雌性的颈腺中的毒素含量也很高。很明显，这种变化可能与繁殖有关。

项目成果

成都生物研究所/四川農業大学(中国)

成都生物研究所/四川农业大学（中国）

How predators recognize toxic animals as a toxin source: A case of chemical discrimination by an Asian snake that sequesters firefly toxins

捕食者如何识别有毒动物作为毒素源：亚洲蛇隔离萤火虫毒素的化学歧视案例

• 发表时间: 2021
• 作者: Masaya Fukuda;Qin Chen;Akira Mori
• 通讯作者: Akira Mori

ヤマカガシにおける「毒源生物」の化学認知に関する研究

山形“有毒生物”的化学认知研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 福田将矢;井上貴斗;森直樹;森哲
• 通讯作者: 森哲

ユタ州立大学(米国)

犹他州立大学（美国）

ヤマカガシにおけるヒキガエル由来毒素変換能力の多様性

山形蟾蜍毒素转化能力的多样性

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上貴斗;中田隆;Alan H. Savitzky;吉永直子;森哲;森直樹
• 通讯作者: 森直樹