2015-04-17

進化は無性生殖を監視する

 種が交尾せずにその種を生存させることは、自然の法則に反するように思われます。ところが進化は、長い年月をかけ、自身のクローンをつくり、雄なしでも子孫を永存させる能力を、両生類、爬虫類および魚類の特定種の雌に授けてきました。沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究者たちは、雌が雄なしで子孫をつくる能力を比較的最近進化させた種において、今もなお、受精は最大数の健康な子孫を残すことを確実にするために行われ、雄がまだ必要とされていることを明らかにしました。本研究はThe Science of Nature電子版に掲載されました。

 雌が価値ある雄を見つける必要がなくなった時、種は厳しい環境の中でその数をより迅速に増やすことができます。その能力は、性比の不一致のため、または雄の不足時に生き残ることを確実にするために、特定種において単独で生じたものと科学者たちは推測しています。今やこうした種の多くは、完全に雌のみから構成されています。

 OISTの生態・進化学ユニットによる研究では、有性生殖からクローン生殖への移行の初期段階に着目し、コカミアリという特殊な種について調べました。コカミアリは、ある個体群では雌雄が有性生殖しますが、その他の個体群はクローン繁殖し、無性生殖します。しかしながら、両タイプの個体群のコロニーには依然として雄がいるのです。

 他のアリの種の場合のように、コカミアリの雄アリは女王アリを受精させて、すべての個体において生殖能力を持たず、かつ両親からの遺伝形質を受け継いだ、働きアリをもたらします。生殖階級の子孫には特徴があります。それは、生殖能のある雄が、産卵する女王アリからの遺伝形質を受け継ぐことなく孵化し、新女王アリは父親からの遺伝的寄与を受け継ぐことなく孵化するというものです。

 これまで、雄と雌の遺伝情報が分かれた状態を保っている種の中に、雄がなおも存在し、交尾がまだ行われている理由は謎でした。というのは、女王アリには女王アリと働きアリの両方をクローンとして生み出す遺伝的能力が備わっているからです。

 OISTの研究者たちは、雌雄の交尾によって、またクローンとして生殖する両個体群のコロニーについて調べました。授精した女王アリは、何個の卵が孵化したかという点で100%に近い成功率を有することがわかりました。これに対し、クローンとして、また雌雄の交尾によって生殖する両個体群の内、未受精の女王アリの場合、その大多数の卵は胚発生の早期段階にとどまり、孵化しませんでした。また、交尾により女王アリは刺激され、交尾しない場合よりも早く産卵することが分かりました。

 本研究成果から、コカミアリにおいては雌雄の戦いは考え難いことを示しています。なぜなら、女王アリは自身のクローンをつくる場合に比べ、雄と交尾することによって多くの健康な子孫を生み出すことが可能になるからです。より多くの産卵および孵化成功率の結果が示すように、交尾は女王アリの適応度を増進し、ひいてはそのコロニー全体の生産性を増進します。

 「ニューメキシコの砂漠に生息するトカゲの一種、ウィップテールリザードは雌のみが存在しますが、卵が成長を開始する前に、一種の擬似交接がみられます。これは、交尾や性行動を完全に排除することに対して、進化が何かしらの監視をしていることを示唆しています」と、論文の共同執筆者であるOISTの生態・進化学ユニットを率いるアレキサンダー・ミケェエブ准教授は語ります。

 交尾が完全に排除されるのを進化が食い止める機構は依然として不明です。しかし、明らかなことは、厳しい環境に対処するために交尾の必要性を回避できる特定種が存在するものの、進化は、性的刺激を今もなお期待するよう、こうした種の雌を抑制しているように見受けられることです。それがないと、生殖系はうまく機能しません。

(ジョイクリット・ミトゥラ) 

広報や取材に関して:media@oist.jp

(ジョイクリット・ミトラ)

広報や取材に関して:media@oist.jp