今田弓女 人間?環境学研究科博士課程学生、加藤真 同教授は、コケに潜葉するシトネアブ類の幼虫が、特異な形の口器を用いた新しい摂食方法によって植物を食べていることを発見しました。
本研究成果は2016年11月2日に「PLOS ONE」に掲載されました。
研究者からのコメント
植物を食べるという进化は昆虫类のいくつかの系统で繰り返し起こっており、そのたびに昆虫は数多くの适応を遂げてきました。今回の研究では、古来の捕食者であるアブの仲间の一部が植物に进出する上で、どのように形态を変えていったかという侧面に着目しました。この研究から明らかになったシトネアブ类の幼虫の特异な口器は、植物食という进化を遂げるには多様な経路?方法があるということを教えてくれます。今后の研究では、最初の陆上植物であるコケが昆虫といかに関わってきたのかについて、その相互作用の进化の道筋を辿っていきたいです。
本研究成果のポイント
- ジュラ纪から白亜纪にかけて繁栄した「シトネアブ类」の幼虫は、陆上植物の最も古い系统であるコケの决まったグループだけを食べて生活する。
- タイ类に潜叶するシトネアブ类はきわめて特异な口器をもち、これまでに知られていない方法で植物を食べることを発见した。
概要
植物を食べる昆虫はきわめて多様で、これまで知られている地球上の生物多様性の半分以上を占めています。昆虫のグループによって植物の食べ方はさまざまで、叶などをかじり取るだけでなく、植物の叶の组织の内部に潜ってその组织を食べる「叶潜り」という习性は、特にガ类やハエ类で広く见られます。
アブ类の初期の系统の幼虫は昆虫を捕食するものが多く、捕食が祖先的な食性であると考えられています。シギアブ科も古いアブの系统の一つですが、シギアブの幼虫の食性は昆虫捕食をはじめとして、朽木食、植物の遗骸食などと多様性に富んでいます。この科の中でも特に厂辫补苍颈颈苍补别とよばれる亜科のうち3属は、陆上植物で最も初期に出现したコケ（特にセン?タイ类）と密接に関係しています。しかし、これらのコケ食者についてはこれまでほとんど调べられておらず、生活史全体や、どうやって植物を利用しているかは调べられていませんでした。
そこで本研究グループは、まず野外観察と饲育を行ってシトネアブの生活环を调べました。すると、コケ食である3属のうち、 Ptiolina 属はセン类の茎に潜孔し、 Spania 属と Litoleptis 属に含まれる种は、タイ类の「叶状体」（叶に相当する器官）の内部に潜叶することが明らかになりました。また、タイ类食のシトネアブ类の幼虫の口器形态を调べたところ、同じ科に含まれる昆虫捕食性のグループとは大きく异なっていました。
次に、DNA（28S rRNA遺伝子領域）に基づいた類縁関係の推定によって、Spaniinaeがいかに食性を変え、それに伴って口器形態がどのように進化してきたかを調べました。その結果、植物の遺骸食からセン類の外部食、さらにタイ類の潜葉へと次々に餌を変えてきたことが分かりました。コケ食が進化する際に、大顎の内側の溝を失い、さらにタイ類潜葉性の進化に伴って、陸上で匍匐運動するのに適した体表構造を失うと同時に、大顎背面の穴を獲得したことが示唆されました。
図：シギアブ科の食性の异なるグループ间での口器形态の违い
灰色で网掛けした部分は大顎の内侧で水路となり、矢印の方向に沿って饵が口へ向かって取り込まれる。
（A－B） 昆虫捕食性または植物の遺骸を食べるシギアブ類の幼虫の大顎
（C－D） コケに潜葉するシトネアブ類の幼虫の大顎
详しい研究内容について
书誌情报
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Yume Imada, Makoto Kato. (2016). Bryophyte-Feeders in a Basal Brachyceran Lineage (Diptera: Rhagionidae: Spaniinae): Adult Oviposition Behavior and Changes in the Larval Mouthpart Morphology Accompanied with the Diet Shifts. PLOS ONE, 11(11): e0165808.
