“島流し”にあったノコギリクワガタは、 なぜ巨大な武器を手放したのか ~ゲノム解析で解き明かす、遺伝子の流動とオスの大アゴ進化の関係~

ad

2026-06-26 名古屋大学

名古屋大学を中心とする研究グループは、伊豆諸島に生息するノコギリクワガタ類を対象に、全ゲノム解析と遺伝子機能解析を組み合わせ、集団間の遺伝子流動がオスの大アゴ進化に果たした役割を解明した。伊豆諸島では本土から離れるほどオスの大アゴが小型化し、八丈島のハチジョウノコギリクワガタで最も顕著であった。ゲノム解析の結果、中間の島々では本土集団との遺伝子流動が続いていた一方、八丈島集団は約14.9万年前から隔離され、独自の遺伝的変異を蓄積していたことが判明した。さらに、八丈島集団で特徴的な変異を持つインスリン受容体遺伝子(InR2)の機能を本土個体で抑制すると、大アゴが小型化することを確認し、InR2が大アゴ縮小に関与する遺伝子の一つであることを示した。研究グループは、黒潮の流路変化が八丈島への遺伝子流入を遮断した「黒潮制限仮説」を提唱し、遺伝子流動の停止が島嶼環境での性選択形質の急速な進化を促した可能性を示した。

“島流し”にあったノコギリクワガタは、 なぜ巨大な武器を手放したのか ~ゲノム解析で解き明かす、遺伝子の流動とオスの大アゴ進化の関係~

<関連情報>

島嶼クワガタにおける性選択表現型の減少に伴う遺伝子流動の停止 Cessation of Gene Flow Associated With the Reduction of a Sexually Selected Phenotype in the Island Stag Beetle

Kodai Kishino, Yusuke Oikawa, Takeshi Wakamiya, Kunio Araya, Tadatsugu Hosoya, Naoto Idogawa, Masafumi Nozawa, Takehiro K. Katoh, Yasukazu Okada
Molecular Ecology  Published: 25 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/mec.70435

ABSTRACT

Whether gene flow acts as a creative or constraining force on local adaptation is a fundamental question in evolutionary biology, yet its role in the evolution of sexually selected traits remains poorly understood. Here we combine whole-genome and functional analyses to investigate how geological isolation is associated with the evolution of sexually selected traits. We focused on the stag beetle genus Prosopocoilus of the Izu Islands, Japan. In the mainland population (MLP), males possess sexually selected enlarged mandibles. In contrast, across the Izu Islands, relative mandible size decreases progressively with distance from the mainland, and this trend is most pronounced in the southernmost Hachijo-jima island population (HJP), which exhibits markedly dwarfed mandibles. Gene flow is estimated to have occurred from the MLP to the intermediate Izu island population (IIP), while the HJP remained isolated for approximately 149,000 years and evolved a distinct nuclear genetic composition. A genome-wide scan identified the insulin receptor gene InR2 as one of the HJP-specifically differentiated genes. The HJP’s InR2 region shows a signature consistent with positive selection. In contrast, in the IIP, where gene flow occurred, this same region was not differentiated. RNAi-mediated gene knockdown of InR2 in MLP males reduced male mandible size to resemble that of HJP males. Our results suggest geological isolation facilitates the evolution of genes associated with sexually selected traits, through reduced gene flow and subsequent local adaptation to the island’s specific nutritional resources.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました