インドネシアの古代湖はメダカの進化のゆりかご

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スラウェシ島の湖で3種のメダカが同所的に種分化したことを証明

2019-08-28 国立遺伝学研究所

Evidence for sympatric speciation in a Wallacean ancient lake

Nobu Sutra, Junko Kusumi, Javier Montenegro, Hirozumi Kobayashi, Shingo Fujimoto, Kawilarang W. A. Masengi, Atsushi J. Nagano, Atsushi Toyoda, Masatoshi Matsunami, Ryosuke Kimura, Kazunori Yamahira

Evolution 13 August 2019 DOI:10.1111/evo.13821

プレスリリース資料

インドネシアの古代湖はメダカの進化のゆりかご
~スラウェシ島の湖で3種のメダカが同所的に種分化したことを証明~

琉球大学の山平寿智教授、松波雅俊助教、木村亮介准教授、九州大学の楠見淳 子准教授、龍谷大学の永野惇准教授、および国立遺伝学研究所の豊田敦特任教授 らの共同研究チームによる研究成果が、進化学の国際学術雑誌「Evolution」誌に 掲載されます。※本日オンライン版に掲載されました。

<発表のポイント>
◆インドネシアのスラウェシ島の古代湖に 生息する3種のメダカが、1つの湖の中で 同所的に3種に分化したことを明らかにし ました。
◆種の誕生=種分化は、通常集団が別々の 場所に隔離されることが引き金となります。隔離を伴わない“同所的種分化”の実証 例はこれまでに数例しか知られていませんでした。種分化の仕組みの一端を明らかにし たことは、地球上の生物多様性の成り立ちを知る上で重要な研究成果です。
◆メダカは日本が誇る生物学のモデル生物です。今後は、同所的種分化の原因遺伝子の 特定など、モデル生物としての利点を活かした種分化研究の展開が期待されます。



① 研究の背景
新しい種の誕生様式:
新しい種の誕生=種分化は、1つの種が地理的に2つの集団に隔 離されることが引き金で起こると言われています。例えば、その 2 つの集団間で、大きな 山や深い海などに阻まれて長い間遺伝的な交流がなければ、それぞれの集団は独自に進化 して別々の種になることが考えられます。地球上のほとんどの種は、この“異所的種分化” により生じたと考えられています。一方、そうした地理的な隔離を伴わない種分化は“同所 的種分化”(注1)と呼ばれ、非常に厳しい条件のもとでしか起こりえないことが理論的に 予測されています。これまでに、同所的種分化の実例を野外で見つけ出そうとする研究が 数多くなされてきましたが、同所的種分化を証明するために必要とされる基準(単系統 性:注2、生殖的隔離の存在、過去の地理的隔離の皆無など)のいくつかは実証が非常に 困難であるため、真に同所的種分化とされる例は、世界中でもこれまでにほんの数例しか 知られていませんでした。

多様なメダカの生息するスラウェシ島:インドネシアのスラウェシ島は、イギリスの博 物学者アルフレッド・ラッセル・ウォーレスにちなんで名付けられた、ウォーレシア (Wallacea)という島嶼群の島の一つです。スラウェシ島は、ユーラシアプレートとオー ストラリアプレートが衝突するテクトニクス活動の非常に活発な場所に位置しており、島 の中央部には鮮新世から更新世(500 万年前〜100 万年前)にかけて形成されたたくさん の構造湖/古代湖群が存在しています。またこの島は、メダカの仲間(メダカ科魚類)の 多様性のホットスポットとしても知られ、この島だけで 20 種ものメダカ固有種が分布し ており(日本は 2 種のみ)、多くの種が上の古代湖群に生息しています(図1)。


ポソ湖のメダカ:特に、ポソ湖という琵琶湖の半分強の大きさの古代湖には、1つの湖 だけで3種のメダカ(ニグリマスメダカ Oryzias nigrimas、オルソグナサスメダカ O. orthognathus、およびネブローサスメダカ O. nebulosus)が生息しており、3種が1つの湖 の中で同所的に分化してきた可能性が、琉球大学熱帯生物圏研究センターの山平寿智教授 らによって示唆されていました(図2)。しかし、3種が1つの湖に生息しているのは、 それぞれが別々の場所に隔離されて種分化を遂げた後に、ポソ湖で二次的に接触しただけ (同じ場所にいるだけ)かもしれません。そうした可能性をひとつひとつ全て棄却してい かなければ、3種が同所的に種分化したことを証明することはできません。今回、山平教 授らの研究チームは、最新の DNA データの数理的解析を用いることにより,その「同所 的種分化の証明」といった難問にチャレンジしました。

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