緩歩動物クマムシにおける求愛・交尾行動の初観測と性差をもたらす分子基盤の解明

首次观察缓步动物的求偶和交配行为并阐明性别差异的分子基础

基本信息

批准号：
18J21345
负责人：
杉浦健太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2種の自由産卵を行う有性生殖クマムシ、Paramacrobiotus sp.とMacrobiotus shonaicusを用いて、雌雄配偶子とその接合子の観察を電子顕微鏡下で行った。その結果、Paramacrobiotus sp.の先体が極めて長く発達していること、両種の核がコイル状になっていることを見出した。また産卵直後の卵表面に精子が先体を介して結合している様子の撮影に初めて成功した。さらに交尾後のメスを解剖し、貯精嚢で精子の尾部が短縮化されることを確認した。これらの研究はクマムシの配偶子形態とその接合子を時系列に沿って明確に観察した初の研究であり、国際論文誌Zygoteに受理、公開された。精子の形態が種間で大きく異なることから、それらの形態が水中での遊泳に与える影響を調べるため、筑波大学下田臨海実験所の稲葉一男博士、柴小菊博士と共同で、交尾中の精子遊泳をハイスピードカメラにて撮影した。遊泳中は精子の頭部と尾部の結合点である中片を先頭として、直進と曲進を繰り返していることを明らかにした。また頭部、尾部ともに長いParamacrobiotus sp.の方がM. shonaicusに比べて遊泳速度が早かった。ソフトウェアによる解析では、遊泳中の頭部での運動はほとんどなく、尾部の運動のみを用いて遊泳していることが示唆された。交尾後15分経過したメスの総排泄孔を電子顕微鏡で観察すると、強く密集した精子が絡まりあって付着していたことから、長い頭部は遊泳よりむしろメス体内への移入まで総排泄孔に密集するために必要であると考えられた。これらの研究は2件の国内学会で発表し、現在国際論文誌への投稿準備中である。上記の研究に加えて、かねてより見出していたMilnesium属のクマムシ(オニクマムシ)の新種Milnesium pacificumと、タイプ種Milnesium tardigradumの日本初記録を論文としてまとめ、国際論文誌Zoological Scienceに受理、公開された。

使用两种自由产卵的有性生殖缓步动物（Paramacrobiotus sp. 和 Macrobiotus shonaicus）在电子显微镜下观察雄性和雌性配子及其受精卵。结果，他们发现 Paramacrobiotus sp. 的顶体非常长，并且两个物种的细胞核都是卷曲的。此外，我们首次成功地拍摄了产卵后立即通过顶体附着在卵子表面的精子。此外，我们在交配后对雌性进行了解剖，证实精囊中精子的尾部缩短了。这些研究首次清晰地观察了缓步动物及其受精卵随时间变化的配子形态，并被国际期刊Zygote接受并发表。由于精子的形态在物种之间存在很大差异，为了研究这些形态对水中游泳的影响，我们与筑波大学下田海洋研究站的Kazuo Inaba博士和Kogiku Shiba博士合作，对精子进行了研究交配过程中的游泳被高速相机拍摄下来。研究表明，精子在游动时会反复进行直线和弯曲运动，其中中段（精子头部和尾部的连接点）在前面带路。 Paramacrobiotus sp. 的头和尾较长，比 M. shonaicus 游动速度更快。软件分析表明，鱼在游泳时几乎没有头部运动，仅使用尾部运动来游泳。交配后15分钟，用电子显微镜观察雌性的排泄孔时，发现精子相互纠缠、附着，长头留在排泄孔内，直至转移到雌性体内，而不是精子。游泳被认为是必要的。这些研究已在两次国内会议上发表，目前正在准备提交给国际期刊。除了上述研究之外，我还撰写了一篇关于新种Milnesium tardigradum（Milnesium tardigradum）的论文，该新物种是Milnesium属的缓步动物，也是我在一段时间内发现的模式种Milnesium tardigradum在日本的首次记录，以及论文被接收并发表在国际期刊Zoological Science上。