父親が単独で仔育てを行う特殊な亜社会性システムの進化・維持機構の解明

阐明父亲独自抚养孩子的特殊亚社会系统的演化和维持机制

基本信息

批准号：
21H02550
负责人：
鈴木智也
金额：
$ 11.07万
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-21H02550/
关键词：
昆虫繁殖戦略父育コオイムシ進化 Paternal care

项目摘要

DNAは生物の設計図であり、個々の生物にとってDNAを次世代に受け渡すことは最も重要な生命の根源的な役割であると言える。多様な繁殖戦略の中でも「子育て行動」は直接的に仔の世話を行うことで適応度を高める行動であり、とくに少産の動物種群で進化してきた。子育て行動を行うのは多くの場合がメスのみであり、また、オスが子育てに参加する場合であっても、メスとの共同作業であるケースがほとんどである。これは、オスとメスでは配偶子形成に掛かるコストに差があり、オスの方が圧倒的に低コストで大量の配偶子 (精子) を形成することができるため、多くの場合において、オスは仔の世話に投資するよりも出来るだけ多くのメスと交尾するための投資をする方が適応的であるためだと考えられている。しかし、そのような状況下であってもオス単独での子育て行動が進化した分類群もあり、この行動は「父育」と呼ばれている。本研究では、父育を行う昆虫・コオイムシを材料にして父親が単独で仔育てを行う特殊な亜社会性システムの進化・維持機構を追究する。研究代表者らは、コオイムシの「オスによる托卵行動」という極めて興味深い現象を発見し、この成果については論文を投稿している。また、コオイムシ類はメスがオスの背に産卵するため、産卵場所を巡るメス間競争が生じると考えられる。これについても飼育・行動実験で追究したところ、近縁種であるコオイムシとオオコオイムシの間でもメス間競争の激しさに差異があり、オオコオイムシでより激しいメス間競争が生じていることが明らかとなった。これは、オオコオイムシのオスは背中のスペースに余裕があっても追加産卵をさせない一方で、コオイムシのオスは背中のスペースがなくなるまで産卵させるという行動の違いに起因すると考えられる。この結果についても既に投稿論文の準備を進めている。

DNA是生物体的蓝图，可以说，将DNA传递给下一代是每个生物体最重要的基础作用。在各种繁殖策略中，“哺乳行为”是一种通过直接照顾幼崽来增强健康的行为，特别是在生育次数很少的动物物种中得到了进化。在大多数情况下，只有女性负责抚养孩子，即使男性参与抚养孩子，也几乎总是与女性合作。这是因为雄性和雌性之间配子形成的成本存在差异，雄性可以以压倒性较低的成本形成大量配子（精子），所以在很多情况下雄性这被认为是因为它更具适应性投资于与尽可能多的雌性交配，而不是投资于照顾幼崽。然而，即使在这样的情况下，也有一些类群进化出了雄性独自抚养孩子的行为，这种行为被称为“父亲养育”。在这项研究中，我们研究了一种特殊的亚社会系统的进化和维持机制，在该系统中，父亲利用鲤鱼甲虫等进行父亲照顾的昆虫单独抚养孩子。研究人员在褐甲虫中发现了一种极其有趣的现象，称为“雄性产卵行为”，并提交了一篇关于这一结果的论文。此外，由于甲虫的雌性将卵产在雄性的背上，因此人们认为雌性之间会发生对产卵地点的竞争。当我们通过饲养和行为实验对此进行研究时，我们发现，密切相关的物种黑腹甲虫和黑白甲虫之间的雌性之间的竞争强度存在差异，并且雌性之间的竞争是在黑白甲虫Ta中更为强烈。这被认为是由于雄性巨型甲虫的行为差异所致，即使它们的背部有足够的空间，它们也不会产下额外的卵，而雄性棕色甲虫会继续产卵，直到它们的背部没有更多的空间。我们已经准备根据这些结果提交一篇论文。