2020/06/11
东京大学
関西学院大学
庆应义塾大学
东京大学大学院理学系研究科?理学部
真社会性昆虫は、一部の个体のみが繁殖を担い、他个体は不妊の労働カースト（ワーカー）として働く繁殖分业を最大の特徴とします。シロアリでは、雌雄の生殖虫（女王と王）がコロニー内に共存し、他个体のカースト分化に影响を与えることで、适切な生殖虫の数や比率を维持していると考えられてきましたが、雌雄の生殖虫と他个体との関わりによるカースト分化决定机构の详细は未知でした。
东京大学大学院理学系研究科附属臨海実験所の三浦徹教授、庆应义塾大学法学部（庆应义塾大学生物学教室）の林良信専任講師らの研究グループは、シロアリの巣内で生殖虫が失われたときに、本来は労働のみに従事するワーカーが繁殖個体へと脱皮する「補充生殖虫分化」（以下、「生殖虫分化」と表記）に着目しました。この分化過程では、生殖虫の存在に応じてワーカーの生理状態が変化し、生殖虫へと分化する仕組みの存在が予想されてきました。シロアリでは、体内の幼若ホルモン（juvenile hormone: JH）の濃度変動がカースト分化運命を決定することが知られていますが、生殖虫分化におけるJHの機能については未知でした。そこで本研究では、オオシロアリを用い、雌雄の生殖虫と同居させたワーカーの生理状態がどのように変化し、カースト分化運命を決めるのか実験?分析を行いました。飼育実験の結果、オス生殖虫によるメス生殖虫分化の促進効果は、その逆（メス生殖虫によるオス生殖虫分化）よりも明らかに強く効いており、脱皮までの期間が短縮されることで、速やかなメス生殖虫分化が実現されていることが明らかとなりました。そしてこの促進効果は、オス生殖虫がメスワーカーの体内JH濃度を低下させることで実現させていることを明らかにしました。
このことは、メス生殖虫分化が诱导されるはずのオス生殖虫の存在下のワーカーに闯贬类似体を投与した结果、ワーカーの脱皮期间が延び、生殖虫分化が阻害されたことからも支持されました。このように、シロアリの生殖虫分化の里には、オス生殖虫がメスワーカーの闯贬浓度を操作することでメス生殖虫分化を促进する机构が存在し、その结果メスに偏った生殖虫の性比が実现していることが强く示唆されました。
本研究成果は、2020年6月10日に「Scientific Reports」に掲載されました。
プレスリリース全文は、以下をご覧下さい。