2020/05/20

盗タンパク質による生物発光

日時:2020年6月16日(火)15:00~16:30
講師:別所-上原 学(名古屋大学 高等研究院YLC特任助教)
演題:盗タンパク質による生物発光 〜ウミホタルを食べて光るキンメモドキ〜

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
事前にこちらの登録フォームからお申し込みください。

生物発光は収斂進化を研究するための格好の題材である。なぜなら、細菌から昆虫、魚類と様々な系統で独立に進化してきているからであり、また、発光反応の鍵となる酵素タンパク質のルシフェラーゼ遺伝子の進化過程を調べることでその発光形質の起源に迫ることができるからである。
魚類だけでも11目42科で発光魚が報告されており、少なくとも27回も発光は独立に進化したと考えられている。ある種は発光バクテリアと共生することで発光能力を進化させたが、他の多くの発光種がどのように発光形質を進化させたかについては不明であった。なぜなら、魚類のルシフェラーゼが解明された例がなかったからである。これらの発光魚はルシフェラーゼをどのように進化させたのだろうか。光らないタンパク質がどのような分子進化をへて光るようになるのか、それを明らかにすべく私は研究を開始した。ところが、キンメモドキから発見された「盗タンパク質」は全く別の進化のプロセスを提示した。なんと、キンメモドキは甲殻類のトガリウミホタルを食べることで、発光能力を「盗んで」いたのである。
 本セミナーでは、キンメモドキの研究から盗タンパク質が見つかった経緯や、生物発光が生態系の中に占める割合やその重要性などを紹介したい。


お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室

2020/05/18

生物初・オスとメスが互いを食べ合うクチキゴキブリ

日時:2020年5月26日(火)15:00~16:30
講師:大崎 遥花(九州大学大学院 システム生命科学府/日本学術振興会特別研究員DC1)
演題:生物初・オスとメスが互いを食べ合うクチキゴキブリ

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
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配偶ペアのオスとメスが互いの体の一部を食い合うゴキブリをご存知だろうか。
日本産クチキゴキブリ属の一部の種において、配偶個体同士が交尾の際に互いの翅を食い合う行動が知られている。クチキゴキブリは食材性で、両親が子の保護を行う亜社会性ゴキブリである。翅の食い合いは、交尾の前後で一方の性がもう一方の性に食われる「性的共食い」と、配偶時に相手にギフトを渡す「婚姻贈呈」の2通りの解釈ができる。しかしどちらであったとしても両性がお互いに食べるという例はこれまで報告がない。よってこの2つの現象でこれまで考察されてきた「一方の性が食う意義」では「両性が食い合う意義」を説明できない。さらにクチキゴキブリの翅は痕跡器官のような食われるためにある翅ではなく、飛翔可能な機能する翅である。したがって食われた個体はその後生涯を通じて飛ぶことができなくなってしまう。翅の食い合いはこれらの観点から、奇怪極まりない行動と言えよう。
本講演では、リュウキュウクチキゴキブリの成虫ペアの翅の食い合いを飼育条件下で撮影した映像を交えながら、翅の食い合いの意義を解明しようと奮闘してきた自身の研究について紹介する。とはいえ、先行研究はほぼ皆無であり、発表者のビデオ撮影まで過程の詳細を記録した研究もなかったような題材であるため、紹介というよりはむしろ翅の食い合いの意義について聴衆の皆様と議論したいと考えている。
発表後は、発表者が実際にゴキブリを飼育している様子もお見せできる予定です。ご興味のある方はそのまま楽しんでいただきたいと思います。


お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室

2020/05/03

巨大外来ナメクジ vs. 市井の超人たち

日時:2020年5月11日(月)13:10~14:40
講師:森井 悠太 博士(京都大学白眉プロジェクト/京都大学理学研究科生物科学専攻)
演題:巨大外来ナメクジ vs. 市井の超人たち

本講演はZoomを利用したオンラインセミナーとなります。
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アマチュア科学者によって行われる科学活動は市民科学と呼ばれ、近年その可能性が注目されつつある。市民科学は広範囲や長期間に渡る観察やモニタリングに大きな力を発揮することが知られており、特に生態学や天文学の分野において様々なプロジェクトが世界中で展開されている。外来種問題は中でも、市民科学の本領が最も発揮されるトピックのひとつと言える。私が現在携わっているマダラコウラナメクジの市民科学のプロジェクトも、市民の観察から始まった。私自身が最初に北海道札幌市の円山で、体長15 cmにもなる北欧原産の豹柄の外来ナメクジ、マダラコウラナメクジを発見したのが2014年7月であったのに対し、円山近隣の住民はその二年も前から新たな外来ナメクジの侵入に気づいていた。その旨を個人のブログに載せていた市民の方々とコンタクトを取り、後に「外来ナメクジに挑む市民と学者の会」と名付けた市民参加型プロジェクトのチームを結成したのが本研究の発端である。それ以降、現在に至るまでに本会が上げた成果は、学術論文や解説文4本、国内外における学会発表4件、一般向けの観察会や講演会8件、その他市民が主体となったナメクジの駆除活動、数々のメディアへの露出など、多岐に渡る。そのどれもが、市民による地道な観察や活動が基となっており、市民の潜在能力の高さを如実に示すものと考えている。本発表では、市民の力がプロの研究者を心の底から驚かせ、基礎科学を推し進める原動力となり得ることを私の体験した実例から示したい。

お問い合わせ:鈴木紀之(高知大学 農林海洋科学部 生物多様性管理学研究室

2020/01/23

環境DNA

日時:2020年2月6日(木)13:10~14:40
場所:高知大学 物部キャンパス 4-1-13教室
講師:土居 秀幸 博士(兵庫県立大学大学院シミュレーション学研究科)
演題:環境DNAによる水圏生態系の生物種構成・遺伝的多様性調査手法の開発

環境DNA(環境中に遊離しているDNA断片)を用いた生物分布、種構成、遺伝的多様性の研究が近年急速に進展している。例えば、1Lの水を採水するだけで、ある水域での生物種の分布や生物量、魚類の種組成などを明らかにすることができ、革新的な生物調査技術として注目されてきている。演者らのグループはこれまで、環境 DNAを用いて、湖沼、河川、汽水域などの陸水生態系における生物の種組成を推定するとともに、外来種や希少種を早期発見するメタバーコーディングの手法を確立してきた。さらに、環境 DNA から遺伝的多様性を推定し、有効集団サイズを含む集団遺伝学的解析を可能にする技術を開発しつつある。この技術の実践により、生物群集調査や生物多様性の評価をより低コストで広範囲・高頻度で行うことができるようになり、生態学での調査を劇的に変革させる可能性がある。本セミナーでは、これまでの海洋や陸水域で行われたCREST 、推進費における環境DNA研究の成果について紹介する。さらに、今後の環境DNA,RNA研究の発展、先端オミクス技術を使った展望などについて紹介する。

(画像は環境DNA学会ホームページ http://ednasociety.org/edna より)

2020/01/16

タンポポ

事前の参加申し込みなど不要です。皆様のご参加をお待ちしております。

日時:2020年1月31日(金)16:30-18:00
場所:高知大学 物部キャンパス 暖地フィールドサイエンス教育研究センター 講義室
*いつもと建物が異なりますのでご注意ください*
講師:京極大助 博士(龍谷大学)
演題:交雑を避けるための適応としての棲み分けの理論的研究と、有性タンポポの雌雄間相互作用

本発表では2つの話題を提供する。まず、交雑を避けるために進化する棲み分けについての理論研究を紹介する。交雑を避ける適応(隔離強化)としては種認識形質の進化が議論されることが多いが、棲み分けが進化する可能性もある。また交雑するような近縁な2種は資源利用能力が似ていることも珍しくないだろう。交雑と資源競争の両方を考慮して、種認識と棲み分けのどちらが生じやすいかを個体ベースモデルを用いて比較したところ、棲み分けの方が生じやすいことが明らかとなった。これは棲み分けが同種個体を集合させることで資源をめぐる競争が種間でよりも種内で強くなることによる。また種認識と棲み分けの両方が進化できる場合には、棲み分けが種認識の進化を促進するいっぽう、種認識が棲み分けの進化を阻害する効果が見られた。発表ではこれらの結果と先行研究の比較についても議論する。

続いて、カンサイタンポポで明らかとなった植物の繁殖生態を紹介する。一般に、有性生殖をする生物ではオス・メス間で利害が一致しないことが多い。他個体のめしべに付着した花粉が、その花の行動(いつ閉じるかなど)を自身に都合のいいように操作する可能性が理論的に指摘されている。しかし、そもそも花粉がその受け手の行動に影響を与えられるのかは良く分かっていない。カンサイタンポポを用いた授粉実験を行ったところ、授粉する花粉の由来によってタンポポの花序が閉じる速度が異なることが明らかとなった。この結果は受け手の行動を操作する花粉が進化する可能性を示唆する。

2019/12/17

ダンダラテントウ

2020年最初のセミナーとなります。皆様のご参加をお待ちしております。

日時:2020年1月30日(木)16:30-18:00
場所:高知大学 物部キャンパス4-1-13教室
講師:河上康子 博士(大阪市立自然史博物館外来研究員)
演題:ダンダラテントウ鞘翅斑紋多型の地理的・経時的変動とその維持機構

テントウムシ類にはひとつの種で多くの模様,すなわち斑紋型多型をもつ種がある.斑紋型多型は表現型形質であり,種内変異のひとつである.このような形質の種内変異は,野外での環境変動や分布拡大に対応する適応進化の原動力であるが,なぜこのような斑紋型多型が存在し維持されているのか,詳細には解明されていない.
本研究では斑紋型多型をもつダンダラテントウCheilomenes sexmaculatusを研究材料として,標本調査と野外調査から斑紋型頻度の地理的変異のなりたちと経時的変動を検討した.本種は赤道付近から日本の本州中部まで生息する広域分布種である.はじめに斑紋型頻度の地理的変異を1549個体の標本調査に基づいて精査した.次に斑紋型の環境応答の観点から,斑紋型頻度の地理的変異のなりたちについて検討するために,分布域の拡大が気候要因と関係があるかどうかを調べた.さらに,本種の分布拡大の過程にともなう形質の変化を斑紋型頻度と体サイズに着目して調査した.その結果,本種は高緯度ほど黒い型の斑紋型が多く,低緯度ほど赤い型が多い明瞭なクラインを示すことがわかった.また1910年代から1990年代にかけて日本の北緯33度から36度に分布域を北上していた.この分布北上は過去100年の年平均気温15℃の等温線の北上とよく一致し,気候温暖化が分布拡大の要因のひとつである可能性が示された.さらにこの分布北上にともない成虫の体サイズは小さくなり,黒い型の頻度が増加していた.すなわち黒く小さな個体が,日照時間のより少ない高緯度への分布拡大に際して有利であったことが推察された.
次に,本種の斑紋型頻度の地理的変異がクラインをしめす要因のひとつをさぐるために,大阪個体群の斑紋型頻度の世代変異を9年間にわたり野外調査した.その結果,秋世代成虫が越冬した後の越冬世代には黒い型が増加するが,次の春世代には赤い型が増加することを毎年繰り返し,通年の斑紋型頻度が保たれている平衡頻度であることがわかった.越冬には日射を有効に利用できる黒い型が有利であるために赤い型は減少するが,生き残った赤い型の雌は体サイズ平均が黒い型よりも大きいために,有利に配偶する傾向があり,産下した卵は高い孵化率を示した.このことが,越冬により減少した赤い型が,次の春世代で割合を回復する要因のひとつと考えられた.越冬には不利である赤い型が有利となるような,世代ごとに方向の異なる選択がはたらくことにより,本種大阪個体群の斑紋型頻度が維持されている可能性が示された.
撮影・野村周平(科博)

2019/11/15

宿主操作

寄生者による宿主操作の理論研究について、下記の要領でセミナーがあります。
みなさまのご参加をお待ちしております。

日時:2019年12月6日(金)16:30-18:00
場所:高知大学 物部キャンパス3-1-11教室
講師:入谷亮介 博士(理化学研究所・数理創造プログラム)
演題:宿主操作現象を群集の中で理解するための理論的アプローチ

要旨:
寄生者の中には、一種の宿主種(中間宿主)の行動を操作し、二種目の宿主(終宿主)に食べられやすくするという、宿主操作を発現するものがある。寄生者による宿主操作によって生活史を遂げる確率が高まるため、宿主操作は自然淘汰により有利であり、多くの分類群に見られる現象である。また、宿主操作は中間宿主の見た目や行動の奇抜な変化をもたらすことから、長らく注目されてきた現象である。本講演では、そうした宿主操作現象の例を紹介するとともに、演者自身が共同研究を通じて取り組んでいる、宿主操作現象を理解するための数理モデルを紹介する。注目する現象は、2つある。ひとつめは、宿主操作の「度合い」が、時間的に変化する、スイッチング現象であり、ふたつめは、群集における宿主操作の進化現象である。これらに焦点を当て、宿主操作現象の真の姿を理解することに繋げること、そして多くの研究者が本フィールドに興味を持ってもらうことを目指して講演する。数式は多用せず、数理モデルから導かれた予測の生物学的エッセンスを伝えることを心がける。