穿孔性二枚貝ニオガイ亜目の適応放散に関する研究

穴居双壳类动物适应性辐射研究

基本信息

批准号：
07J08300
负责人：
芳賀拓真
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08300/
关键词：
進化化石分子系統種分化比較解剖二枚貝分類種多様性准化

项目摘要

多系統的に派生した穿孔性二枚貝のなかで唯一,高い多様性を得た機械的穿孔者・ニオガイ亜目の進化過程を解明するため,古生物学的,解剖学的,分子生物学的な観点から研究を進めた。その結果,(1):系統初期のジュラ紀化石種を詳細に検討して未記載種を記載し,祖先的分類群の一部は少なくともBajocian階までに木材食に適応していたことが明らかとなった。(2):5遺伝子種を用いて内群102種を網羅的に分子系統解析し分岐年代を推定した結果,本亜目は4つの科から構成され,そのうちフナクイムシ科とキクイガイ科は中緯度地域の植物の多様化を背景としてジュラ紀後期までの短期間に一挙に分化して木材食を獲得したことが示された。一方,懸濁物食に適応した系統群の多様化は白亜紀中期に生じ,現在型のプランクトン生態系への海洋変革によって成し遂げられたと推定された。これら懸濁物食に適応した系統群は西太平洋での多様性が最も高く,チテス海ないし北太平洋からの侵入があったことも示唆された。さらに,オオノガイ亜目の殻の非対称性と退化的な蝶番が可能とする前後開閉の自由度を前適応として,機械的な前後開閉運動を進化させて木もしくは岩に進出し,系統初期に特異な形態を得ていたという新たな進化概念が導かれ,これまで一般化されてきた仮説は棄却された。(3):フナクイムシ科とキクイガイ科はそれぞれ浅海と深海での木材食に高度に適応し,前者には種々の生殖的な適応進化が知られるが,キクイガイ科の知見は皆無であった。そこでXylophaga属とXylopholas属を詳細に検討したところ,キクイガイ科で初めて矮雄の存在が確認された。この事実は極端な性的二型の例として二枚貝で初めての発見である。また,キクイガイ科の既知種について水深毎の矮雄保有率を推定したところ,漸深海帯で特に高いことが判明し,矮雄が系統分岐の早い段階で進化した可能性も示された。こうした生殖様式の進化は,深海底での不安定かつ散在的な環境下で本科を著しく適応放散させたひとつの要因だと考えられる。

为了阐明机械螟目的进化过程，机械螟目是唯一实现了高度多样性的多系螟双壳类动物，我们利用古生物学、解剖学和分子生物学的角度进行了研究。结果，（1）：我们详细检查了侏罗纪早期的化石物种，描述了未描述的物种，发现一些祖先类群至少在巴约世阶段就已经适应了吃木头。 (2)：利用5个基因种对类群内102个物种进行全面的分子系统发育分析并估计分化日期，发现该亚目由4个科组成，其中包括尿科和亚目。菊科发现于中纬度地区，研究表明，在日本植物多样化的背景下，它们在侏罗纪晚期之前的短时间内突然分化，并获得了以木材为食的习性。另一方面，假设适应以悬浮物为食的系统发育群体的多样化发生在白垩纪中期，并且是通过海洋向当前浮游生物生态系统的转变而完成的。这些适应以悬浮物为食的菌株在西太平洋具有最高的多样性，这表明它们是从蒂茨海或北太平洋引入的。此外，扇贝亚目外壳的不对称性和退化铰链所实现的开合自由度被用作预适应，进化出机械的前后开合运动，并向树木或岩石前进，这在谱系之初是独一无二的，由此衍生出一种新的进化概念，即该物种获得了独特的形态，并且拒绝了迄今为止普遍存在的假设。 (3)：海星科和海星科分别高度适应在浅水和深水中以木材为食，已知前者进化出了各种生殖适应能力，但关于海星科却没有发现任何信息。对 Xylophaga 和 Xylophola 属的详细研究首次证实了菊科中矮化雄性的存在。这一事实是首次发现双壳类动物极端两性异形的例子。此外，当我们估算菊科已知物种在不同深度的矮雄性的流行率时，我们发现在深海区域特别高，这表明矮雄性可能是在谱系分歧的早期阶段进化的。这种繁殖方式的进化被认为是导致该科在深海海底不稳定、分散的环境中具有显着适应性辐射的因素之一。