進化多様性生物学領域

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生物進化研究部門

研究教育職員

長谷部 光泰

教授 長谷部 光泰

村田 隆

准教授 村田 隆

玉田 洋介

助教 玉田 洋介

石川 雅樹

助教 石川 雅樹

研究の概要

全ての生物は約40億年前に生じた一つの祖先生物から進化してきました。現生生物に見られる多様性は40億年間に蓄積した突然変異によって引き起こされたものです。従って、生物進化の痕跡は現生生物のゲノム上に記されているはずです。では、どこがどう変わることによって進化はおこったのでしょうか。

 この問題を解くために、まず、研究対象とする生物の類縁関係を明らかにする。このステップは系統分類学の範疇に入ります。我々も含めて、この20年間で世界中の研究者によってほとんどの生物の系統関係が明らかになってきました。

 次に、モデル生物を駆使して生物進化の鍵となった現象(例えば、植物特有の発生の前適応となった植物特異的細胞の誕生とか、多細胞化とか、花の進化とか、幹細胞形成維持機構の進化とか、再生能力の進化とか、、)をゲノムのレベル、すなわち、遺伝子レベルまで還元して理解します。細胞生物学、発生生物学、分子生物学の範疇です。

 そして、これらの現象を遺伝子レベルまで還元できたら、異なった生物間でゲノム比較、あるいはゲノムの一部を交換することによって、遺伝子系がどうかわることによって多様性が生み出されたかを推定する。つまり、最終的に進化学へとたどりつくわけです。このアプローチで多くの進化の問題点が解決できるはずです。

 一方、モデル植物だけでは解決できない、けれども、進化的に重要な現象は多々残されています。例えば、新規複合適応形質の進化です。生き物のいろいろな形質の中には、複数の形質進化が積み重なることによってはじめて適応的となり、未完成な段階では適応的ではなく、かえって生存に不利な形質が多々見受けられます。例えば、昆虫の食草転換(ホストレースチェンジ)は幼虫が新しい食草を食べられるようになる進化と親が新しい食草に産卵するような進化がともに起こらなければ進化しません。どうしてこんなことが起こるのでしょうか。また、食虫植物もそうです。捕虫葉、消化酵素、吸収機構が全てそろわなければ適応的ではありません。ランカマキリの擬態もそうです。行動、色、形、これらがそろってこそ擬態になります。どれか一つだけが進化したらかなりやばい状態です。

 これまでは、モデル生物以外での遺伝子レベルでの研究は困難でした。しかし、ゲノム技術の進展に伴い、どんな生物のゲノム解読もできるようになりつつあります。我々はなんとも幸運なことに、最新のゲノム技術を駆使して、ダーウィンも解けなかった進化の謎解きに挑戦できる時代に居合わせたのです。もちろん、ゲノムが決まっただけでは複合適応形質の進化は解けません。どうするか。そこが頭と体の使いどころかと思っています。

 以上が我々の研究スタンスです。いろいろなレベルでとりとめもなく多様にみえる進化。それを包括的、総合的に説明するゲノムレベルでの一般原則は無いのでしょうか。自然選択や中立説に匹敵するような進化の一般原則をゲノムの中から見つけ出す。これが我々のミッションです。

共同研究利用の募集

上記研究内容に関連する共同研究を歓迎します。

大学院生の募集

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研究室の様子(PDF) (総研大ジャーナル14号より転載)

研究室関連資料

参考文献

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連絡先

長谷部 光泰 教授 E-mail: mhasebe@nibb.ac.jp  TEL: 0564-55-7547

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