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フジツボの受精方法

投げやりなフジツボのセックスが科学者を驚かせた



by Emily Underwood on 15 January 2013, 7:01 PM


サイズを見る。そのペニスは他のフジツボ類より短いが、それでもこの個体はうまくやれている。
Credit: Barazandeh et al., Proceedings of the Royal Society B, 2, (20 December 2012)


チャールズ・ダーウィンですらフジツボのペニスの長さに驚いた。一部の種では、それは体長の8倍にもなる。だが、すべてのフジツボ類がそんなにスゴいわけではなく、隣の個体に届かない動物がどのように性交渉を持つのかという疑問が湧いてくる。いま、新しい研究によって少なくとも、太平洋グースネックフジツボ(Pacific gooseneck barnacle、カメノテの仲間)という、一種のペニスが短いフジツボは精子を直接水へと流し、メスがそれを捕らえることがわかった。それはこれまで研究者たちがこの固着性の甲殻類にとって運任せすぎると考えていたアプローチだ。

他の節足動物の精子と同様に、フジツボの精子は遊泳できない。それこそが失敗のない精子を直接に卵へと運ぶ手法を進化させた強力な選択圧である、とノースカロライナ大学(ウィルミントン)の海洋生物学者、ジョゼフ・ポーリク(Joseph Pawlik)は話す。彼はこの研究に関与していない。フジツボ類は決まった場所に固着するために、もう一つの困難に直面する。研究者たちは、この動物の長いペニスが隣の個体を見つけるまでうねうね動き、卵を抱える腔へと精子を射出することが、自家受精する稀な例を除いて、この問題を解決する唯一の方法だと考えていた。受精後、卵は孵化して幼生になり、餌を食べ、成長し、さまよってから、なるべく他のフジツボの近くの、良い場所を見つけて固着する。

ところが、北米の太平洋岸の潮だまりでよく見られる青灰色の太平洋グースネックフジツボ(Pollicipes polymerus)などの、一部のフジツボの種は19 mmになる自分の体の長さにほとんど達しないペニスしか持たない。それはかろうじてすぐ隣の個体に届くことはできるが、遠くの恋人に伸ばすには短すぎる、とアルバータ大学(カナダ、エドモントン)のPh.D.院生で新しい研究の筆頭著者である、マルジャン・バラザンデ(Marjan Barazandeh)は話す。

生物学者たちは太平洋グースネックフジツボ(P. polymerus)がそのペニスの短さの埋め合わせに、つがいに届かなかった場合に自家受精すると推定していたが、バラザンデは納得しなかった。彼女によると、この考えを支持するデータは少なく、彼女は単離したフジツボが子孫を作らないことを見いだした。

カイメン類など、他の多くの固着する海洋生物は、その反対の性のつがいがそれを捕らえることを期待して、精子を海水へと放出することによって生殖する。このアイディアは甲殻類の中では聞かない話だったが、バラザンデはフジツボが干潮時に精子を漏出するのを観察し、同じ現象(精子キャスティングと呼ばれる)が、未解明の妊娠の理由なのではないかと思った。

この考えをテストするため、バラザンデは37個体のフジツボを収集した。それらは受精した卵塊を持ち、かつ互いに体長の数倍は離れていて、曲がりくねるペニスの届く範囲外だった。そして彼女は親子鑑定という現代の遺伝学ツールを使った。ほぼすべての卵塊が別のフジツボ由来のDNAを含み、精子が実際に水柱をわたって進んでいたことを立証した。彼女と共同研究者たちはそれを今日、Proceedings of the Royal Society B誌にオンラインで報告している。「これは我々が知るあらゆる甲殻類での精子の放出と捕獲の最初の証拠だ」

「こぼれた精子が周囲に浮遊するだけ」という考えは海洋生物学者たちを縮み上がらせるだろう、とポーリクは話す。フジツボ個体群における遺伝子フローについての以前の研究は常に、この甲殻類がすぐ隣の個体とのセックスか、自家受精しかできないと想定してきた。他のフジツボ類も海流を使って交雑しているなら、科学者たちはその個体群モデルを再構築しなくてはならない、と彼は話す。

この結果は甲殻類の生殖生物学に広い示唆を持つ、とメイン大学ダーリング海洋センター(ウォルポール)の海洋生物学者、ケヴィン・エッケルバーガー(Kevin Eckelbarger)はつけ加える。「我々はみな甲殻類が性交すると考えている」が、この論文は「他の方法の性質が生物学的問題を解決できることを指摘している」と彼は話す。「隣のフジツボに届けるのにすべてペニスの長さに依存しなきゃいけない理由なんてあるか?」と彼は尋ねた。「精子キャスティングも同様に使わない理由はあるか?失うものなんてあるのか?」

元記事
Science NOW
Sloppy Barnacle Sex Shocks Scientists
Emily Underwood, 15 January 2013, 7:01 PM

原論文
Marjan Barazandeh, Corey S. Davis, Christopher J. Neufeld, David W. Coltman and A. Richard Palmer
Something Darwin didn't know about barnacles: spermcast mating in a common stalked species
Proc. R. Soc. B 7 March 2013 vol. 280 no. 1754 20122919, Published online January 16, 2013
doi: 10.1098/rspb.2012.2919
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