多くのクラゲにおいて、配偶子放出(精子や卵子を体外へ放出する現象)は光変化によって決定されます。
これらは、“暗→明”の変化で配偶子放出する「明タイプ」と“明→暗”の変化で配偶子放出する「暗タイプ」の2タイプに大別することが可能です。
しかし、エダアシクラゲ Cladonema pacificum では少し異なります。
なんと形態的に識別ができない、「明タイプ」と「暗タイプ」の両方が知られているのです。そして、両タイプについては、分布域など子孫の形質などは謎に包まれていました。
そうした中で、広島大学大学院統合生命科学研究科の竹田典代研究員らの研究グループは、両タイプの関係を詳しく解析しました。
この研究成果は「Zoological Science」に掲載されています(論文タイトル:Light and dark types of Cladonema pacificum (Cnidaria, Hydrozoa): Reproductive isolation between the two types leading to speciation)。
配偶子放出のタイミングは2つの対応に分かれる
多くのクラゲは光の変化によって配偶子放出のタイミングが決定され、2つのタイプに大別することが可能です。
一つが暗→明の光変化に反応する「明タイプ」で、もう一つが明→暗の光変化に反応する「暗タイプ」ですが、どちらのタイプとも言えるクラゲも存在します。
それがエダアシクラゲです。しかし、この両タイプについては、謎が多く分布域、系統関係、子孫の形質も分かっていませんでした。
「明タイプ」と「暗タイプ」は異なる系統
研究グループによる解析の結果、太平洋では主に暗タイプのみが見られ、陸奥(むつ)湾や日本海の一部では明タイプと暗タイプの両タイプが生息していることが判明しています。
陸奥湾(提供:PhotoAC)さらに、研究グループは同所的に生息する両タイプを野外観察し、こられが配偶子放出時刻が大きく異なることを確認。このことから、「明タイプ」と「暗タイプ」間で卵と精子が出会う機会はほぼないと考えられています。
さらに、ミトコンドリアDNAのCOIや核DNAを解析した結果では、両タイプが系統的に異なるグループに属することが示唆されたとのことです。
両タイプは種分化の途中?
交配実験では、「明タイプ」と「暗タイプ」をかけ合わせて得られたF1ハイブリッドが、明→暗・暗→明どちらの光変化でも配偶子放出すること、より大きな光刺激がないと配偶子放出しないことが明らかになりました。
しかし、F1ハイブリッドから次世代を作ることができず、両タイプは生殖隔離が成立していることが示されたのです。
このことから、エダアシクラゲの両タイプは現在、種分化の過程あるいはすでに別種であること推測されています。
生物の進化の仕組みを知る重要な知見
今回の研究によって、東北地方のエダアシクラゲは「明タイプ」と「暗タイプ」の両方が生息すること、両タイプは系統的にことなるグループに属すること、両タイプが生殖隔離されていることが明らかになりました。
両タイプは種分化の過程か既に別種であると推測されており、この成果は生物の進化の仕組みを理解する上で重要な知見とされています。
(サカナト編集部)