昆虫類の季節多型の進化における性選択

昆虫季节性多态性进化中的性选择

基本信息

批准号：
15J00738
负责人：
小長谷達郎
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

季節多型は、季節によって異なる表現型の個体が出現する現象で、多化性の昆虫類の季節適応の中核をなす。季節多型の適応的意義については未解決の課題が存在する。たとえば、キタキチョウの成虫には休眠する秋型と休眠しない夏型がある。秋に羽化する本種のメスはほぼすべて秋型であるのに対し、オスには夏型と秋型の両方が出現する。このような性特異的な季節型の混棲は従来の学説では十分に説明できない現象である。メスの越冬前交尾の意義は季節型の混棲が生じた背景として重要である。自身で越冬しない夏型オスは越冬前のメスと交尾しなければ子孫を残せない。この戦略をとるオスが進化するには、メスが越冬前に交尾活性をもつことが前提となる。越冬中の精子の維持にかかるコストを考慮すると、メスの越冬前交尾には何らかの意義があると考えられる。そこで当該年度は、昆虫類のメスの越冬前交尾を説明する仮説のひとつである「栄養説」を検証した。「栄養説」は、メスがオス由来の分泌物を越冬のための栄養に用いるという仮説である。まず、25℃12L12Dの条件で幼虫を飼育した。羽化当日の秋型メスの一部は性成熟した夏型オスと交尾させた。既交尾メスと未交尾メスは、幼虫時と同じ条件で15～21日十分に摂餌させた後、10℃10L14Dの条件に移し、絶食条件での生存期間を比較した。この条件では一部のメスが休眠から覚めて卵を成熟させてしまう。そこで死亡時に成熟卵を体内にもっていた個体は解析から除外した。平均生存期間は、未交尾メスで7.9週、既交尾メスで13.4週だった。この結果は栄養説を支持している。キタキチョウでは、越冬成功率を高めるためのメスの戦略が季節型の混棲の背景として重要と考えられる。

季节性多态性是根据季节出现不同表型个体的现象，是多性昆虫季节性适应的核心。关于季节性多态性的适应性意义尚有未解决的问题。例如，成年北方鹟有两种类型：秋季型（处于休眠状态）和夏季型（不处于休眠状态）。该物种几乎所有雌性都在秋季出现，而夏季和秋季类型均出现在雄性中。这种特定性别的季节性同居现象是传统理论无法完全解释的。越冬前雌性交配的意义非常重要，是季节性同居现象出现的背景。自己不越冬的夏季型雄性不能产生后代，除非它们与没有越冬的雌性交配。为了让雄性采用这种策略进化，雌性在越冬前变得交配活跃是先决条件。考虑到越冬期间维持精子的成本，认为雌性在越冬前交配具有一定的意义。因此，今年，我们测试了“营养理论”，这是解释雌性昆虫越冬前交配的假设之一。 “营养理论”是指雌性利用雄性的分泌物作为越冬营养的假设。首先，在25℃、12L、12D的条件下饲养幼虫。一些秋季型雌性在羽化当天就与性成熟的夏季型雄性交配。交配和未交配的雌虫在与幼虫相同的条件下充分饲养15至21天，然后转移到10℃、10L和14D的条件下，并比较它们在禁食条件下的存活期。在这些条件下，一些雌性从滞育中醒来并成熟它们的卵。因此，死亡时体内有成熟卵子的个体被排除在分析之外。未交配雌性的平均存活时间为 7.9 周，交配雌性的平均存活时间为 13.4 周。这一结果支持了营养理论。在北方红翅鹟中，雌性提高越冬成功率的策略被认为是季节性同居背后的重要因素。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

キタキチョウの夏型オスが冬の直前にも出現するのはなぜか？

为什么夏季型雄性北方鹟会在冬季到来之前出现？

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tengfei Zhang;Shigehito Isobe;Motoaki Matsuo;Shin-ichi Orimo;Yongming Wang;Naoyuki Hashimoto;Somei Ohnuki;小長谷達郎
通讯作者：
小長谷達郎

Adaptive significance of pre-overwinter copulation of autumn-morph females with non-overwintering summer-morph males in the Japanese common grass yellow, Eurema mandarina

日本草黄花秋季型雌性与非越冬夏季型雄性越冬前交配的适应性意义