オオオミジンコ
| オオオミジンコ | |
|---|---|
科学的分類 | |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 甲虫目 |
| 亜目: | アデファガ |
| 家族： | オサムシ科 |
| 属: | カラバス |
| 種： | C. japonicus |
| 二名法名 | |
| オオオミジンコ モチュルスキー、1858 | |
オオオオサムシは日本固有のオサムシ である。 [ 1 ]日本南西部の森林に生息し、5月から9月にかけて最も多く観察され、8月中旬にピークを迎える。 [ 2 ]オオオオサムシは一化性種であり、1年に1回子孫を残す。幼虫はミミズのみを捕食する。標高の低い地域では、生殖周期がミミズの豊富さと一致することが示されており、これは2種のライフサイクルが同期していることを証明している。 [ 3 ]オスはメスよりもわずかに小さい傾向があり、体長の中央値は雌雄ともにそれぞれ24 mmと26 mmである。 [ 4 ]しかし、種内体長には性別以外の要因による大きな変異がある。これらの要因には、親のサイズ、餌の入手可能性、生息地の温度などが含まれる。 [ 5 ]
生息地
オオホモプテルス属甲虫は、北緯31度から北緯44度、標高0～2000メートル、年平均気温6～17℃の範囲に生息しています。特にオオホモプテルス属甲虫は、日本の主要4島の中で3番目に大きい九州の森林に多く生息しています。[ 6 ]
ダイエット
オオオオミミズの幼虫はミミズを捕食する特殊な動物である。その捕食成功率はミミズのサイズに依存する。ミミズが大きくなるほど、捕食にとっての挑戦は大きくなる。そのため、ミミズのサイズが大きくなると、幼虫の捕食成功率は低下する。したがって、ミミズのサイズの地理的変動がC. japonicusの体長に影響する可能性がある。ある研究では、異なる標高の 6 か所の地点でミミズのライフサイクルと個体数を調べた。6 か所の調査地点すべてで、ミミズは 4 月から 9 月まで出現した。標高の低い場所では、ミミズの個体数は 7 月以降劇的に減少した。しかし、標高の高い場所ではこの影響は見られなかった。ミミズの体重の中央値は 4 月から 7 月にかけて増加した。この現象は特に標高の低い場所で顕著であった。[ 7 ]標高の低い場所では、獲物のサイズが大きいため、大型の甲虫が夏に好まれるのかもしれない。大型のメスは、より大きな卵を産む。そのため、ミミズが大型化する環境においては、子孫に表現型上の優位性を与える。成虫のC. japonicusの食性は幼虫期よりも多様で、ミミズ以外の動物、例えばカタツムリ、ナメクジ、等脚類、さらには死んだ脊椎動物なども食べる。[ 8 ]
行動
交尾
体長の差が種間交尾を防ぐのに有効であることを実証する実験が行われた。異なる種（C. japonicusと C. dehaanii）の雄と雌を一緒に箱に入れた。両種の雄は、異種の雌と交尾しようとした割合は、種内交尾で観察される割合と同程度であった。しかし、C. japonicus の雄はC. dehaanii の雄よりも約5 mm小さかった。異種の交尾の間のサイズの違いにより、嘴角の挿入が阻害され、精包の付着が失敗した。このように、体長の差はC. japonicusと C. dehaaniiの間で効果的な生殖障壁として作用する。[ 9 ]この効果は他の種間の相互作用にも一般化できる。 C. japonicusでは、雄同士の競争（すなわち、攻撃的な種内対立や縄張り防衛）も求愛行動も観察されない。その代わりに、つがいの絆がない乱交の交尾システムを持っている。メスは複数のオスとの複数回の交尾を受け入れる。[ 5 ]オスは化学信号でメスを認識し、近づいてメスの背中に乗る。オスは、より大きなメスと交尾すると、より大きな精包を産み付ける。[ 10 ]これは、より大きなメスの方がより成熟した卵子を持っているためである。交尾時間は、オスの生殖器官の重量が増加するにつれて長くなる。これは、より大きな精包を産み付ける時間が長くなるためと考えられる。しかし、より小さなオスはより長く乗ったままでいる（最大 300 分、より大きなオスは最大 50 分）。これは、交尾以外の目的、例えば配偶者の保護や精子が確実に貯精嚢内に移行するようにするためである。ここでは、攻撃的と防御的な 2 つの異なる交尾戦術が見られる。より大きなオスは交尾姿勢で過ごす時間が少なくなり、より頻繁な交尾が可能になる。一方、小型の雄は交尾姿勢をとる時間が長くなり、父性確定の可能性（つまり精包の競合や置換がない）が高まる。[ 5 ]精子物質による再交尾阻害は、 C. japonicusにおいて雌の不応期を誘導することで確認されている。この機能は、精包の競合を減少させることで雄に利益をもたらすが、雌にとっては交尾機会の減少というデメリットがあり、子孫の適応度を高める可能性がある。雌は繁殖力が増加するが、交尾回数の増加は、オスに生理的な害も及ぼします。メスは交尾姿勢を変えることで、1回の交尾あたりの射精量をコントロールすることができます。[ 5 ]
捕食
オオオオサムシの幼虫は、鋭く弓状の下顎で噛みついてミミズを襲う。ミミズと一緒に箱の中に閉じ込めると、オオオサムシはミミズの大きさにかかわらず攻撃する。しかし、ミミズの相対的な体重が増加すると、すべての齢（1～5齢）で成功率が低下した。逆に、ミミズの相対的な体重が減少すると、すべての齢で成功率が増加した。[ 7 ]小さなオオオサムシは、ミミズの粘液分泌と暴れによって振り落とされ、捕食に失敗した。成功すると、ミミズの暴れが止んで動かなくなるまで噛み続け、死骸を体外摂取した。オオオサムシの幼虫は、自分の体重の400倍ものミミズを襲うことができる。[ 8 ]十分な栄養を与えるためには、攻撃するミミズは幼虫の50～100倍の重さが必要です。C . japonicusはじっと餌を待ちます。[ 7 ]ミミズを見つけると、ミミズの体を探り、下側を激しく噛みつきます。[ 8 ]
生理
体の大きさ
生物の体の大きさは、生物学的機能と適応度の両方に関係するため、すべての生物にとって重要な特性です。C. japonicus も例外ではありません。体の大きさが異なると、異種交配が妨げられ、種の共存が容易になります。C. japonicus はベルクマンの法則の逆傾斜を示し、年間平均気温の上昇とともに体サイズが増大します。九州北部では、 C. japonicus の平均体長は、標準化されていないベータ 0.594 で気温と共変動することが示されました。これは、気温 (摂氏) が 1 度上昇するごとに、平均体長 (mm 単位) が 0.594 mm 増加することを意味します。[ 8 ]気温は、 C. japonicusの体サイズに影響を与えることが示されている要因の 1 つにすぎません。 C. dehaaniiという甲虫と同所 (一緒に生活) している場合、C. japonicus は異所 (類似種から独立して生活) している場合よりも著しく小さくなります。類似種の存在の有無にかかわらず体の大きさが変化するこの変化は、形質の解放を示しており、表現型の可塑性という進化過程の存在を示唆している。[ 1 ]言い換えれば、競争が体の大きさに影響を与えるということである。体の大きさの違いの遺伝的根拠は、平均体サイズの異なる4か所から甲虫を集めた室内実験で確認された。子孫は同じ条件下で発生した。体の大きさの異なる個体群の交配により、体長は高度に遺伝性が高いことが示された。雄と雌の子孫の体長は、親の体長の中央値と相関していた（この測定値は、雄の体長と雌の体長を足し、この数を2で割って平均値を算出する）。これら2つの変数の関係の回帰係数は、雄で0.84、雌で0.76であった。[ 4 ]これは、親の中間体長が1mm増加するごとに、雄の仔では体長が0.84mm、雌の仔では0.76mm増加することを意味します。さらに実験を行ったところ、体長に関連する3つの追加要因、すなわち卵の大きさ、幼虫の成長速度、幼虫の発育期間が明らかになりました。これら3つの変数はすべて正の相関関係を示しました。さらに、体長の大きい雌は、繁殖力に影響を与えることなく、より大きな卵を産むことが示されました。[ 8 ]
性器の形態
雄は、その陰茎を雌の膣口に挿入する。次に、陰茎管は陰茎管から膣付属器へと反転される。精包は鉤状の交尾片から出現し、膣骨端線に排泄される。雄の体長が雌よりわずかに短い場合、精包の排泄がより成功しやすい。これは、性的二形の体サイズの潜在的な説明となる。[ 5 ]サイズ同類交配の選択圧は、雌に比べて雄の体サイズがわずかに小さくなることを促進する。雌の最大および最小の体サイズは、雄性器の位置を不適切にし、配偶子の移行に失敗する原因となる。しかし、雄は姿勢を調整して、最適ではない体サイズの違いを回避することができる。精巣と付属腺が大きい雄は、より大きな精包を排出することができる。精包サイズの増加は、父性を高める。[ 5 ]これは、 C. japonicusの乱交的な交配システムを考えると特に重要である。交尾片が長くなると、内陰茎を適切な位置に固定することが可能になります。さらに、交尾片が長くなると精包の保存も可能になります。[ 5 ]
ライフサイクル
C. japonicusのライフサイクルは、齢と呼ばれる5つの明確な段階に分けられます。春に生殖活動を開始します。標高の低い地域に生息するC. japonicus は、春に早く生殖活動を開始しますが、活動期間は短くなります。標高の高い地域に生息する個体は、暖かい季節全体を繁殖に利用していました。ミミズの豊富さも C. japonicusの孵化時期に影響を与えます。季節的なライフサイクルは、餌の入手可能性を最大化するために、ミミズの春の孵化と同期しています。[ 8 ]気温20℃、明期16時間、暗期8時間の条件下では、卵から成虫への発育過程は平均約50日かかりました。[ 11 ]成虫は越冬し、次の繁殖期に繁殖します。中には1年以上生存し、次の繁殖期に繁殖する個体もいます。死亡率は活動期には高くなりますが、休眠期には低くなります（十分なエネルギーが蓄えられている場合）。[ 8 ]
参考文献
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- ^八尋健治、平島毅、矢野健治 (1990). 「農業生態系に隣接する森林におけるオサムシ類（甲虫目）の種構成と季節的出現頻度」四国昆虫学会誌. 19 (3): 127– 133.
- ^奥崎豊;草太、悌二（2017）。「ミミズを食べるオサムシCarabus japonicusの高度による体サイズの変動に関連する要因」。動物科学。34 (3): 229–234。土井: 10.2108/zs160182。hdl : 2433/259826。PMID 28589848。
- ^ a b 小村井良平;藤澤、友近。奥崎 豊草太、悌二（2017）。 「オサムシオサムシの体サイズの集団間の差異に関連するゲノム領域と遺伝子」。科学的報告書。7 (1): 7773。Bibcode : 2017NatSR...7.7773K。土井：10.1038/s41598-017-08362-7。hdl : 2433/246436。PMC 5552851。PMID 28798311。
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- ^奥崎 豊; 曽田 貞治 (2018). 「捕食者サイズの分岐は群集環境に依存する」 .生態学レターズ. 21 (7): 1097–1107 . Bibcode : 2018EcolL..21.1097O . doi : 10.1111/ele.12976 . PMID 29742801 .
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