限られた资源をめぐって竞争しているにもかかわらず、生物多様性がどのように维持されているのか、という问题は、生态学?进化生物学における重要な研究课题です。植物の种子やプランクトンの休眠卵といった休眠ステージは、変动环境で竞争を缓和するストレージ効果という共存机构を促进することが知られています。これまでのストレージ効果についての研究では、休眠から覚めるタイミングの重要性が示されてきた一方で、休眠を始めるタイミングについてはあまり注目されてきませんでした。
大竹裕里恵 生态学研究センター助教（研究当時：東京大学博士課程学生）、山道真人 国立遺伝学研究所准教授（研究当時：オーストラリア?クイーンズランド大学（University of Queensland）上級講師）、吉田丈人 東京大学教授（研究当時：同准教授）、同修士課程学生2名からなる研究グループは、ミジンコ（Daphnia pulex）の种内の遗伝的多様性に着眼し、休眠を始めるタイミングに种内で违いがあるかを调べ、それが遗伝子型の共存に寄与するか検証を行いました。同グループは、长野県阿南町の深见池から得られたミジンコの2つの遗伝子型を用いて、培养実験と数理モデルのアプローチからこの検証を试みました。実験の结果、日照时间の长さに反応して休眠を始めるタイミングに违いがあり、「昼が短くなるとすぐ休眠し始める遗伝子型」と、「昼が短くなってもなかなか休眠しない代わりに、単為生殖で数を増やす遗伝子型」が见られました。さらに、数理モデルのシミュレーションにより、冬の访れが早い年には前者が、遅い年には后者が有利になることでストレージ効果が促进され、休眠を始めるタイミングの违いが2つの遗伝子型の安定共存を可能にすることがわかりました。以上から、従来着眼されていた休眠から覚めるタイミングと同様に、休眠を始めるタイミングも生物多様性の维持に贡献する仕组みとして重要であることが示されました。
本研究成果は、2024年2月14日に、国際学術誌「Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences」に掲載されました。
「ミジンコは、湖沼生态系の食物网において一次生产者と高次消费者を繋ぐ重要な生物であると同时に、饲育や採集が容易なことやクローン繁殖により同じ遗伝子型の个体を得やすいことなど、生态学や进化生物学の研究上の利点が多い生物です。そのため、これまでも多くの生态学や进化生物学の研究が行われてきましたが、多くの新しい発见はさらなる疑问を生み出してきました。今回の研究は、これまでは异なる种间で実証されることの多かった生活史の违いによる共存の促进が、种内の遗伝的多様性の维持にとっても重要であることを示した点でも面白い研究でした。また、一度休眠卵を产んだミジンコの个体でも次の抱卵では単為生殖卵を产むことを実験で観测し、ミジンコの柔软な繁殖様式が确认できた点も面白かったです。」（大竹裕里恵）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Yurie Otake, Masato Yamamichi, Yuka Hirata, Haruka Odagiri, Takehito Yoshida (2024). Different photoperiodic responses in diapause induction can promote the maintenance of genetic diversity via the storage effect in Daphnia pulex. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 291(2016):20231860.
