カエルの種分化初期に存在した幽霊集団を発見~ミトコンドリアゲノムは最も古いが核ゲノムは新しい~

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2025-04-17 広島大学

広島大学両生類研究センターの三浦郁夫研究員らの国際共同研究チームは、台湾のスインホーハナサキガエルと日本のコガタハナサキガエルの起源に関する研究で、両種の祖先にあたる「幽霊集団」を発見しました。この集団はミトコンドリアゲノムにのみ古い痕跡を残し、核ゲノムは近隣集団のものに置き換わっていることが判明しました。これは、複数種の祖先となる幽霊集団の発見として世界初の成果であり、種分化の過程や性染色体進化の解明に新たな視点を提供します。また、ミトコンドリアゲノムのみに基づいた種の同定手法の限界を示唆する重要な発見です。本研究成果は、2025年4月11日に学術誌『Molecular Ecology』に掲載されました。

カエルの種分化初期に存在した幽霊集団を発見~ミトコンドリアゲノムは最も古いが核ゲノムは新しい~
図1スインホーハナサキガエル(台湾)とコガタハナサキガエル(石垣島)および両者の祖先種となる幽霊集団

<関連情報>

分裂核の不一致を探る: オドラナ・スウィンホアナ複合体における古代の絶滅系統からのゴースト侵入 Exploring Mitonuclear Discordance: Ghost Introgression From an Ancient Extinction Lineage in the Odorrana swinhoana Complex

Chin-Chia Shen, Ikuo Miura, Tzong-Han Lin, Mamoru Toda, Hung Ngoc Nguyen, Hui-Yun Tseng, Si-Min Lin
Molecular Ecology  Published: 11 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1111/mec.17763

ABSTRACT

Mitonuclear discordance, the incongruence between mitochondrial DNA (mtDNA) and nuclear DNA (nuDNA), is a well-documented phenomenon with various potential explanations. One emerging hypothesis, ghost introgression, refers to the genetic contribution of an ancient, extinct or unsampled lineage and can now be tested using modern genomic data and demographic models. In this study, we investigated the evolutionary history of the Odorrana swinhoana complex (Anura: Ranidae), which includes O. swinhoana, O. utsunomiyaorum and an unidentified population with highly divergent mtDNA. While mitochondrial phylogeny suggested this population as a basal lineage, nuclear data from ddRADseq revealed it as a mixture of the most derived O. swinhoana nuclear sequences combined with ancient mtDNA. Demographic modelling further supported ghost introgression, as all models incorporating a ghost population outperformed those without it. These findings suggest that an eastward expansion of western O. swinhoana replaced an ancient Odorrana lineage, leaving only its mtDNA and fragments of its nuclear genome in the hybrid population. Our results provide one of the first documented cases of ghost introgression in amphibians and highlight its potential as a widespread evolutionary process. This study also underscores the risks of relying solely on mtDNA for phylogenetic reconstruction and species delimitation.

生物工学一般
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