昆虫や昆虫がつくる構造物の３次元的構造の多様性と機能－甲虫と虫こぶをモデルに

昆虫三维结构及昆虫构造的多样性和功能——以甲虫和虫瘿为模型

基本信息

批准号：
21H02212
负责人：
井手竜也
金额：
$ 5.99万
依托单位：
National Museum of Nature and Science, Tokyo
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 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02212/
关键词：
マイクロＣＴ昆虫甲虫虫こぶ多様性マイクロCT

项目摘要

昆虫の体のつくりや昆虫が自然界につくりだす構造物は、ときに外形のみならず内部にいたるまで著しく多様化している。一方で、その３次元的構造がもつ機能は多くの場合解き明かされていない。本研究は昆虫の中で最大の多様性を誇る「甲虫」と、昆虫がつくる構造物の極致の一つといえる「虫こぶ」をモデルに、マイクロＣＴを用いた構造解析によって昆虫と昆虫がつくる構造物の多様性と機能を明らかにすることで、昆虫の多様性のより総合的で現代的な理解を目指すものである。令和４年度は、前年度に引き続きマイクロＣＴで解析するための試料を入手し、昆虫の体のつくりや昆虫が作り出す構造物の３次元的構造に関する情報を蓄積しながら、それらを活用した研究を進展させた。具体的には、甲虫では、カブトムシ成虫のオスの頭角の工学特性分析を行い、共著論文として投稿した。さらに、ＣＴ画像と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像との比較に適した甲虫構造の探索と試料収集を前年度から継続して実施した。また虫こぶでは、前年度までに検証した解析条件を基に、タマバチ科を中心に虫こぶのＣＴデータの集積を開始した。さらに、虫こぶ形成者の系統解析に向けたＤＮＡ情報の集積も開始した。このうち、タマバチ科の未記載種を対象に実施した虫こぶ試料の解析によって、タマバチ科の虫こぶ構造に関する新規の生態的知見が得られた。本研究によって得られた直接または間接的に得られた成果の一部については、雑誌論文８件、学会発表８件において公表された。

昆虫的身体结构和昆虫在自然界中创造的结构有时极其多样化，不仅在其外部形式上，而且在其内部结构上。另一方面，这些三维结构的功能在很多情况下还没有被阐明。这项研究利用显微CT来分析昆虫中最具多样性的甲虫的结构，以及可以说是昆虫制造的最好的结构之一的虫瘿，以阐明昆虫及其结构。结构的多样性和功能，我们的目标是对昆虫多样性有更全面和现代的理解。 2020年度，我们将继续与前一年一样获取用于微型CT分析的样本，积累有关昆虫身体结构和昆虫所形成的三维结构的信息，并开展利用这些信息的研究。具体来说，对于甲虫，我们分析了成年雄性甲虫头角的工程特征，并将其作为合着论文提交。此外，我们从去年开始继续寻找适合CT图像和扫描电子显微镜（SEM）图像比较的甲虫结构并收集样本。关于虫瘿，根据去年验证的分析情况，我们开始收集虫瘿的CT数据，主要是蓼科成员的虫瘿。此外，我们已经开始收集 DNA 信息，用于胆形成者的系统发育分析。其中，对来自未描述的神经科物种的虫瘿样本的分析提供了有关神经科虫瘿结构的新生态知识。这项研究获得的一些直接或间接结果发表在八篇期刊文章和八次会议演讲中。