トウキョウサンショウウオの遺伝的多様性調査の話

 林 義雄(滑ツ境管理センター・環境基礎研究所)・草野 保(首都大)


講演中の林氏

 はじめに

  トウキョウサンショウウオは極めて移動性の乏しい生物種であり、また独特な生息環境を必要とすることから、生物地理学的にも大変興味深い研究対象です。けれども、東京都のように、地域的に絶滅の危機に瀕している個体群があることや、人為的な移入についての記録が整理されていないことなどから、本種のもつ、貴重な遺伝的情報が失われつつあります。また、遺伝的情報は、対象生物の保全のためにも役立てることができると考えられています。そこで、本種について、遺伝子レベルでの調査を行ってみることにしました。

 調査方法

  遺伝子は、エタノール中では、室温でも比較的安定な化学物質です。また、微量の試料からでも分析が可能です。そこで、協力者の方々より、主に成体の尾の先端(3ミリ程度)を切り取ってもらい、ガラスバイアルに入れて提供していただきました。これらの標本は、タンパク質分解酵素で溶かして遺伝子を抽出し、ミトコンドリア遺伝子の一部で比較的変異に富む領域(Dループ領域と呼ばれる)の分析を行いました。

 結果と考察

  Dループ領域は、さらに3つの領域に分けられますが、本種の場合は、このうちドメインVと呼ばれる領域の端の方に多くの変異が集中していました。そこで、各地の標本について、この領域の比較を行いました。37地点、66個体の標本について分析したところ、20種類のハプロタイプ(遺伝子の型)が見つかりました。このデータを基に系統解析を行ったところ、本種は南北に大きく2つのグループに分けられました。これは、すでにあった染色体レベルでの研究結果と一致しました。

 

 さらに、各ハプロタイプの分布には地域性が認められ、いくつか興味深い点も浮かび上がってきました。例えば、栃木県からは、1種類のハプロタイプしか見つかりませんでしたが、これと同じものが埼玉県からも見つかりました。このことから、このハプロタイプを持つ個体群が、群馬県を避けて分布域を拡大したとも思えないので、おそらく、かつては群馬県にもこのハプロタイプを持つ個体群が生息していたのではないかと考えられます。三浦半島からは、三浦半島に特徴的なハプロタイプとは別に、房総半島の南部と同じものも見つかりました。このことは、かつて三浦半島と房総半島が陸続きであったという地史的事実と矛盾しません。また、三浦半島に特徴的なハプロタイプは、なぜか栃木県のものと似ていて不思議ですが、これも、地史的な理由をあれこれ考えているところです。

 

 東京都の2地点と千葉県の1地点のみ、10個体分の標本を分析しました。その結果、千葉県の水源の安定した産卵場での遺伝的多様性は高く、東京の雨水に頼る産卵場での遺伝的多様性は低いという結果が出ました。

 以上のことから、遺伝子レベルでの調査は、本種のおいたちや個体群の健全さについて知る手がかりとなるのではないかと考えています。

今後の課題

  本研究で用いた標本は、全分布域から集めるように努力しましたが、それでもムラがあり、大産地である千葉県の調査が不足しています。もっと調査すれば、より多くのハプロタイプが発見され、面白い結果が得られるでしょう。南北に分けられる境界付近の標本も入手できませんでした。得に、栃木県(宇都宮)や、筑波山(すでに絶滅?)、千葉県北東部(銚子)の調査が必要です。また、遺伝的多様性を正確に算出するためには、地点あたりの標本数が少なすぎたので、目的を定め、集中的な調査を行いたいと思っています。そのため、人為的影響があまり無く、1地点で多数の標本採集が可能な場所を探しています。それから、人為的移入についての情報が不足しているため、今後の調査で、地史的な考察に誤りが発見される可能性もあります。そこで、人為的移入の考えられる地点では、より詳しく調査を行う必要があります。ですから、人為的な移入についての情報をお持ちの方は、ぜひトウキョウサンショウウオ研究会へお知らせ下さい。

 謝辞

  本研究では、吉澤賢治(学芸大)、伊原禎雄(奥羽大)、金田正人(三浦半島自然誌研究会)、植田健仁(北方系生物研究所)、塩谷暢生(由木の会)、倉西良一(千葉県立中央博物館)、鎌田貢司朗(君津市)、林 文男(首都大)諸氏の協力を得ました。また、日の出町教育委員会からは、町指定天然記念物の採集許可と、諸手続きの指導をしていただきました。記して、感謝いたします。

 

なぜミトコンドリア遺伝子の分析をするのか

 ミトコンドリア遺伝子は、核遺伝子より進化速度が速いため、変異を検出しやすくなっています。遺伝子というのは、タンパク質などの設計図ですから、変化すると困る(極端な例では、死んでしまう)ため、本来は、あまり変化しません。

 しかし、Dループ領域は、そのような設計図の役割を果たしていないため、より変化しやすくなっています。また、核遺伝子は1対の染色体上に存在するので、分析しようとする遺伝子が2種類ある場合、混ざったままでは分析できません。しかし、ミトコンドリア遺伝子は、母親からしか遺伝しないため、普通、1個体に1種類しか無いので、簡単に分析できます。

 これらの理由により、ミトコンドリア遺伝子の分析がよく行われています。けれども、欠点もあります。それは、母系遺伝するために、雌雄で移動性が異なる場合、核遺伝子とは分散の仕方に違いが出てしまいます。また、近縁種の雌と交雑した場合、別種の遺伝子がそのまま受け継がれていってしまうため、この点については注意が必要です。

 

 


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