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2014年11月19日 (水)

昆虫が有性生殖と単為生殖を切り替える仕組みを解明 -シロアリ女王、卵の孔を閉じて精子通さず!

雄と交尾して働きアリや羽アリを産むシロアリの女王が、後継者となる女王を産むときだけ、雄を必要としない「単為生殖」を行える仕組みの一端を京都大の松浦健二教授(昆虫生態学)のチームが解明し、17日付の米科学アカデミー紀要電子版に発表しました。

 

地球上の多くの動物は卵と精子を授精させて次世代を作り出す有性生殖によって繁殖しています。しかし、有性生殖は卵を産まないオスを作らなければならない分だけ、メスだけで繁殖する単為生殖よりも増殖効率の悪い繁殖様式です。また、メスにとっては自分の遺伝子だけで子を作る単為生殖の方が、次世代に自分の遺伝子を伝える上でも効率的です。それなのになぜ有性生殖が一般的に行われているのかは、進化生物学の最大の謎の一つとされています。

 

今回、その疑問に答える単為生殖の仕組みの一端が分かったのです。シロアリの女王が卵門の無い卵を産んで単為生殖を行っているという、全く新しい現象を発見したのです。これは、オスからの干渉を受けずにメスが単為生殖を行うことが、さまざまな昆虫においても原理的に可能であり、単為生殖の進化プロセスを理解する上で新たな視点を提供するものです。単為生殖は昆虫において普遍的現象なのです。

 

雄が寄ってきても受精できないように、精子が進入する卵表面の穴が閉じられていたのです。つまりシロアリの女王は卵門のない卵を産んで単為生殖をおこなっていたのです。松浦教授は「アブラムシやハエの仲間など単為生殖できる昆虫は多い。こうした繁殖法が生まれた理由を明らかにする手掛かりになる」と話しています。

 

単為生殖は、雄が必要な有性生殖と違い、次世代に自分の遺伝子だけを残せるのです。シロアリの女王が単為生殖で新たな女王を産むことは知られていましたが、自分の遺伝子を残そうとする雄が積極的に女王に接触し交尾もするのに、なぜ単為生殖できるのか不明だったのです。

 

チームは野生のヤマトシロアリの卵6000個を調査。卵の殻の表面には通常、精子が進入する「卵門(らんもん)」と呼ばれる直径約3マイクロメートル(マイクロは100万分の1)の穴が平均で9つあるが、全くない卵がありました。

 

卵門がない卵の中で成長している雌のシロアリの遺伝子は女王から受け継いだもので、チームは「卵門のない卵を作ることで女王は受精を制御し、雄の干渉を受けない単為生殖を実現している」とみています。

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