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2010年12月07日
蝶類コムラサキ亜科はベーリング海峡を経由して、ユーラシアから新大陸へ繰り返し分布を拡大した

基礎生物学研究所の毛利秀雄名誉教授(元所長)らの研究グループは、日本の国蝶であるオオムラサキを含むコムラサキ亜科(タテハチョウ科)の代表的な種を網羅して、核ゲノムにある8つの遺伝子、ミトコンドリアゲノムにある7つの遺伝子の塩基配列決定を行い、その情報を基に、亜科内の属の類縁関係を明らかにするとともに、コムラサキ亜科はユーラシアから新大陸へ二度分布を拡大したこと、および、食草を転換した時期を明らかにしました。この研究はこれまで形態によって分類されてきたコムラサキ亜科の分類を再検討することが必要であることを示し、今後、より詳細な形態観察によって、系統を反映した分類体系の見直しが期待されます。この成果は、分子進化学専門誌Molecular Phylogenetics and Evolution(モレキュラー ファイロジェネティクス アンド エボリューション)電子版にて米国時間2010年11月9日に発表されました。

[本研究の成果]

コムラサキ亜科(図1)は20属からなり、形態に基づいて分類されてきたが、研究者によって重視する形態形質が異なり、見解が一致していませんでした。また、ユーラシア、北米、南米に隔離分布することから、どのように分布を広げたのかが議論となっていました。さらに、ほとんどの種類はアサ科(バラ目)の植物を食草にしていますが、コムラサキ属のみがヤナギ科(キントラノオ目、昆虫に有毒なサリシンを含む)の植物を食草としており、いつサリシンに対する耐性を獲得し、食草を転換したのかが不明でした。

ムラサキ亜科(タテハチョウ科)の代表的な種を網羅して、核ゲノムにある8つの遺伝子、ミトコンドリアゲノムにある7つの遺伝子の塩基配列決定を行い、その情報を基に、亜科内の属の類縁関係を明らかにしたところ以下のことがわかりました。

(1)コムラサキ亜科の系統関係は従来のどの分類系とも異なっており、形態形質の再検討が必要であることがわかりました。
(2)コムラサキ亜科は、ほとんどの種がユーラシアに分布しますが、2属だけが新大陸に分布します。系統解析の結果、ユーラシアに起源したコムラサキ亜科の種が、3千5百から2千万年前に、ベーリング海峡を経由して、新大陸へ分布を広げたことがわかりました。また、2属はそれぞれ独立に新大陸へと移動したこともわかりました。
(3)昆虫が食草を転換するのは、2つの可能性があると考えられていました。食草としていた植物が進化するのにあわせて、昆虫も共進化してだんだん新しい植物を食べられるようになるという可能性。もう一つは、昆虫がある時点で全く新しい食草を食べられるように変化しうるという可能性です。今回の研究から、コムラサキ属は、ヤナギ科が進化し幾つかの属に分かれた後で、アサ科からヤナギ科を食べられるようになったことがわかり、後者の例であることがわかりました。今後、昆虫のどのような遺伝子が変化して、新しい食草を食べられるようになるかについての研究が期待されます。

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図1:コムラサキ


[発表雑誌]

分子進化学専門誌 Molecular Phylogenetics and Evolution(モレキュラー ファイロジェネティクス アンド エボリューション)電子版にて米国時間2010年11月9日に発表

論文タイトル:
"Phylogeny, biogeography, and host-plant association in the subfamily Apaturinae (Insecta: Lepidoptera: Nymphalidae) inferred from eight nuclear and seven mitochondrial genes

「8つの核遺伝子、7つのミトコンドリア遺伝子によって推定されたコムラサキ亜科(昆虫綱、鱗翅目、タテハチョウ科)の系統、生物地理、そして、寄主植物転換」

著者:Issei Ohshima, Yukiko Tanikawa-Dodo, Toyohei Saigusa, Tomoaki Nishiyama, Masakazu Kitani, Mitusyasu Hasebe, Hideo Mohri

[研究グループ]

本研究は基礎生物学研究所の毛利秀雄名誉教授(元所長)、長谷部光泰教授の研究グループが中心となって、大島一正日本学術振興会特別研究員、三枝豊平九州大学名誉教授、金沢大学学際科学実験センター西山智明助教の協力を得て行われました。

[研究サポート]

本研究の一部は、文部科学省科学研究費補助金のサポートを受けて行われました。

[本件に関するお問い合わせ先]

基礎生物学研究所 生物進化研究部門
教授 長谷部 光泰(ハセベ ミツヤス)
TEL: 0564-55-7546(研究室)
E-mail: mhasebe@nibb.ac.jp

[報道担当]

基礎生物学研究所 広報国際連携室
倉田 智子
Tel: 0564-55-7628
Fax: 0564-55-7597
E-mail: press@nibb.ac.jp