Evolution of resistant females and mechanisms of emergence of promiscuous females and countermeasures

抗性雌虫的演化与乱交雌虫的产生机制及对策

基本信息

批准号：
21K19116
负责人：
宮竹貴久
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度は、確立したコクヌストモドキの不妊化技術を駆使して、以下の実験進化を実施した。不妊オス集団中に、不妊雄など雌にとってのハズレ雄が含まれる時、もし雌がそれを識別できるなら、雌はハズレ雄との交尾もしくはハズレ雄の精子を用いた受精を回避すると推測できる。一方で、雌がハズレ雄を識別できない場合には、多雄交尾を行う雌が繁殖失敗のリスクを低減し、適応度の減少を防ぐことができるため、雌の交尾頻度が上昇するかもしれない。本研究では、コクヌストモドキを用いて、放射線照射によって人工的に不妊化した雄を含ませた集団で当該年度は、新たに16世代に渡って累代飼育する実験進化の手法によって雌の進化的応答を調査した。その結果、処理系統の雌を１回目に正常の雄、２回目に不妊雄と交尾させたときの、雌の産んだ卵の孵化率と、対照系統の雌を１回目に正常の雄、２回目に不妊雄と交尾させたときの、雌の産んだ卵の孵化率との間に差は見られなかった。このことは、本種の雌は、不妊雄と同居させて世代を重ねた雌が不妊雄の精子を避けるように進化したことを示している。これは隠れた雌による実験的な進化を世界で初めて実証したのみにとどまらず、不妊化法においても野生雌が不妊雄の精子を選別する進化を引き起こす可能性を示唆しているため、不妊化法の応用においても重要な可能性を示唆したものである。また実験室で得られた進化実験の結果が、野外で実際に不妊化法が実施されてる現場でも同様の反応が見られるのかについて、今年度は喜界島の野生虫を入手する段取りを整えた。

本财年，充分利用已有的白胸蝴蝶绝育技术，进行了如下实验进化。当不育雄性群体中包含不育雄性或其他雌性失败者时，如果雌性能够识别出他们，则可以推断雌性将避免与失败者交配或使用失败者的精子受精。另一方面，如果雌性无法识别失败的雄性，进行多雄性交配的雌性可能会降低繁殖失败的风险并防止健康状况下降，这可能会增加雌性交配的频率。在这项研究中，我们使用了一种实验进化方法，在经过放射线照射人工绝育的雄性种群中培育了16代新种群。因此，我们调查了处理系的雌性第一次与正常雄性交配、第二次与不育雄性交配时雌性产下的卵的孵化率，以及处理系中雌性产下的卵的孵化率。第一次与正常雄性交配，第二次与不育雄性交配时，雌性与不育雄性第二次交配时所产卵的孵化率没有差异。这表明该物种的雌性已经进化到避开不育雄性的精子，因为她们已经与它们生活了好几代。这不仅是世界上首次展示隐藏雌性的实验进化，而且还表明野生雌性可能进化出选择不育雄性精子的绝育方法，这在法律应用上提出了重要的可能性。此外，今年我们正准备从喜界岛获取野生昆虫，看看在实验室获得的进化实验结果是否会在实际实施绝育方法的现场产生类似的反应。