論文賞をいただきました

 7月に開催された日本発生生物学会年会で、我々が2022年に出した論文が賞をいただけることになり、行って参りました。

 

該当論文は以下のもので、ホヤの変態に関して、固着したことを認識する分子の一つを同定した、という内容です。

 

Sakamoto A, Hozumi A, Shiraishi A, Satake H, Horie T, Sasakura Y

The TRP channel PKD2 is involved in sensing the mechanical stimulus of adhesion for initiating metamorphosis in the chordate Ciona.

Dev Growth Differ. 2022 Jul 30. doi: 10.1111/dgd.12801.

PMID: 36053743

 

この論文は発生生物学会が発行する学術雑誌「Development Growth and Differentiation」に掲載されていますが、2024年度にもっとも多く引用された論文となった、ということでした。引用されたということは、それだけ多くの研究者に読まれたということで、嬉しいことです。学生だった坂本彩さんが一生懸命研究に取り組んだ成果です。

 

トラブルのおかげで綺麗な袋に入った状態でいただきました

そして次、9月に開催された日本動物学会で、2024年に出した論文もまた、賞をいただけることになって、行って参りました。

 

該当論文は以下で、内容はホヤではなくて昆虫の研究です。カミキリムシ幼虫の消化管に分布する共生微生物、特に酵母に注目した研究です。特にハナカミキリの仲間が中心で、共生微生物を格納する構造（mycetomeといいます）の有無や、特定の共生菌を持っているかどうかが、幼虫の食べる木の状態や部位の選択と関連して変化する、ような内容です。

 

Sasakura Y, Yuzawa N, Yamasako J, Mori K, Horie T, Nonaka M.

Environment-Mediated Vertical Transmission Fostered Uncoupled Phylogenetic Relationships between Longicorn Beetles and Their Symbionts.

Zoolog Sci. 2024 Aug;41(4):363-376. doi: 10.2108/zs230034.

PMID: 39093282

 

著者から分かるように、これを主導的に実験したのは私です。ホヤの研究の合間を縫って、頑張った研究の成果が出ました。昆虫の研究、また生態学的な研究としては初めての論文なので嬉しさもひとしおです。この続きとなる研究もゆっくりとですが進めていて、なかなか面白いことが分かってきているので、いつか論文に仕上げたいと思っています。賞をいただいたことは、励みになりますね。

我々の論文がこの賞をいただくのは2回目になります！

シリグロナカボソタマムシ

 今年ここまでで「2番目」に良い成果を披露したいと思います。

 

私の手元に、「新しい昆虫採集案内」という3巻セットの古い本があります。1970年頃に、昆虫採集が一大ブームになったらしく、採集地の情報を載せたこれらの本が出版されました。インターネットなどがない時代、この本は多くの昆虫好きに読まれ、参考にされたことと思います。載っている地図は荒く、いささか使いにくい情報源ではありますが。

 

２巻の表紙です

もう50年、半世紀も前の情報とはいえ、今でも昆虫採集のよい場所として知られているところが数多く載っているのは驚きです。我らが伊豆半島だと、天城山が紹介されています。地域によっては、虫がよく捕れる１本の木が紹介されていて、現在でも残っているものすらあります。

 

さて、この本の2巻、「西日本」の情報のなか、護摩の段山（和歌山県）の紹介の記事に、忘れられない記述があります：

 

「シリグロナカボソタマムシという新潟県○○・山梨県○○、それとこの護摩の段山にて各１頭ずつ発見されたという大珍品・・・」

 

このシリグロナカボソタマムシは、1センチぐらいのタマムシの1種ですが、当時はとてつもない珍品として知られていて、偶然でしか採集できないものでした。

現在では生態が分かったのでそこまでではないものの、それでも屈指の珍品です。ミズナラという、ドングリがなる木の葉を成虫が食べるのですが、成虫が生息するのは木のてっぺんの方で、大木になる樹ですので網などはまず届きません。さらにミズナラはやや標高の高いところに行くと至る所に生えていて、的を絞るのが簡単ではありません。

要約すると、生息密度が非常に低く、手が届かないところにいるので、偶然下の方に降りてきた個体の他は、虫屋ですら驚くぐらいの長～い竿と網を用意して、筋肉を鍛え、一日中ミズナラを掬うとか、そんなことをしないと採れない虫なのです。

 

ミズナラの大木。これでも超巨大というレベルではないですが。網の直径が60cmです。当然葉っぱを掬うことはできません

私も、自分にはまず採集できない虫で、狙いようがないので一生お目にかかれないだろうと諦めていました。が、なななななんと、7月のある日に、偶然採れちゃいました。

伐採地にある細いミズナラの切り株を夕方になんとなしに見ていたところ、ぺたっとついていたのです。おそらく産卵していたのでしょう。手が反射的に伸びてしまって採集してしまいましたので、標本写真しかありませんが、こんなやつです。

 

シリグロナカボソタマムシ　です

久しぶりに狂喜乱舞しました！

 

この木に付いていました

またこの日は、このページで紹介したミスジナガクチキも採集でき（生涯2頭目）、こんなに良い日もあるのだな、、、、と幸せいっぱいの気分でした。実験に使う予定の主目的のカミキリムシは全然だめでしたが。

ミスジナガクチキムシ　です

 

ツヤハダゴマダラカミキリ

 ゴマダラカミキリは、日本のカミキリ御三家といってもよいぐらい、よく知られているカミキリムシです（あとはシロスジカミキリとキボシカミキリ）。黒でつやのある基調色に、白のスポットがちりばめられた種で、大きさも３センチぐらいあって目立ちます。市街地にも生息していることからなじみの深い種です。

 

これがゴマダラカミキリ、見たことがある方も多いでしょう

このゴマダラカミキリによく似た、外来種が日本に入ってきており、各地で増加していることが少し前に分かりました。ツヤハダゴマダラカミキリという和名が付けられていて、よく見ると別種と分かるのですが、慣れないと区別できないほど似ています。

 

こちらがツヤハダゴマダラです。そっくりです

この虫が、我らが筑波大の近くでも増えていることを知り、見に行ってきました。ツヤハダゴマダラはいくつかの種類の木を食べますが、そのひとつがアキニレです。アキニレは関東ではあまり見かけませんが、関西出身の私には絶対に知っておくべき木の種類です。河川敷などに多く生えていて、良質の樹液を出すためかクワガタムシなどがたくさん集まるからです。

 

アキニレの樹皮です

葉は小さめでこんな形、つやがあります

大学の近くに、街路樹としてアキニレが植えられている一画があります。そこだろうなと思って見に行くと、、、、

 

お椀型の穴がたくさんあります

木にこんな穴がぼこぼこと空いています。これはおそらく産卵した痕かな、という気がします。また、成虫が出た穴が所々空いていて、木の一部は枯れ始めています。相当増えているようです。

 

でも、意外に成虫はお目にかかれません。夏の筑波は夜だろうが暑くて大変ですがうろうろと探し回ります。そしてようやく見つけました。

 

交尾中でした

ちなみにここは国道のすぐ近く、交通量が多く、虫採りとは縁遠い場所に見えますが、ツヤハダゴマダラに痛めつけられたアキニレが出している樹液にカブトムシやクワガタも集まっています。すごいな、つくば。

 

ツヤハダゴマダラ探索中に見つけたノコギリクワガタ

なお、ツヤハダゴマダラカミキリは特定外来生物に指定されています。ですので捕まえたら生かしたまま持ち帰ったりはしてはいけません。ご注意ください。

 

ホヤが変態時に時間を測定する仕組みが分かった

 久しぶりに大きめの論文が発表できたので、今回はそのことを書きたいと思います。論文はオープンアクセスです。またプレスリリースもしているので、よかったら見てみてください。

https://elifesciences.org/articles/99825

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/pdf/p20250620141500.pdf

https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20250620141500.html

 

私たちはホヤの研究、特に変態に注目して研究しています。ホヤは幼生の時にはオタマジャクシの形をして活発に遊泳しますが、成体になると岩などに固着し、基本的に動かない固着生活を送るようになります。体の形も幼生とは似ても似つかぬ、というか動物なのか植物なのかも分かりづらい形になります。そのような、幼生と成体との形の変化は、変態によってもたらされます。

 

カタユウレイボヤの幼生です

こちらが成体、１０匹程度が集合しています

ホヤ幼生は、体の前方にねばねばした、固着するための構造を持っていて、この器官で岩などに固着します。するとその固着が刺激となって変態が開始されます。固着器官は神経細胞を含んでいて、固着したことを脳などに伝える役割を果たしています。

 

ただし、幼生は固着して直ちに変態を開始するわけではありません。くっついてから、数１０分すると変態が突然開始されます。変態が開始される前に幼生を剥がすと、時間にもよりますが、また数１０分くっつかないと変態しません。これは、くっついて直ちに変態すると、固着が不安定だったときにすぐに剥がれてしまい、海流で流されていってしまう、そのようなことを防ぐために、強固に固着したことを確認するためだと予想されています。

 

このことから、どうやらホヤの幼生はくっついてからの時間経過を測定しているようだ、ということが分かります。でも、時計も持たないホヤがどうやって時間を計っているのか、それが大きな謎でした。

 

今回、その仕組みが少し分かりました。幼生が固着すると、その刺激によってcAMP (サイクリックAMP）という物質の合成が促進され、固着器官で蓄積していきます。その蓄積量がある値に達すると、幼生は変態を開始するようなのです。つまり、くっついてから変態開始までのギャップの時間の多くは、cAMPを十分量蓄積する時間と考えればうまく説明できます。

 

cAMPはエネルギー物質のATPから作られる物質で、細胞内の様々な情報伝達に使われる、生物に普遍的な物質です。そのような重要な物質なので、その合成と分解は厳密に制御されています。なので、固着から外れてしまったらcAMPの分解が進み、もう一度最初からこれを合成しないと変態できない、つまりもう一度長時間くっつく必要があります。そのように、ホヤが変態開始する際の特徴の多くを、cAMPは説明することができました。

 

cAMPは私たちにも実はなじみのある物質です。コーヒーなどに含まれるカフェインは、cAMPの分解を抑制する効果があります。カフェインによる作用には、cAMPの蓄積によるものが多くあるのです。私たちのホヤの実験でも、カフェインの類縁体を使いました。この類縁体で幼生を処理すると、くっつかなくてもcAMPが上昇していくので、変態が開始されます。

ホヤの変態の様子などは、研究室のHPにもあるので見てみてください

https://www.shimoda.tsukuba.ac.jp/~sasakura/gallery_timelapse.html