最も多様な淡水性ハゼ科魚類、ヨシノボリ類の進化史を解明回遊魚の淡水域への適応進化と大規模な種間交雑

 山崎曜 理学研究科博士後期課程学生、渡辺勝敏 同准教授、西田睦 東京大学大気海洋研究所名誉教授(現琉球大学副学長)、鈴木寿之 兵庫県立川西緑台高校教諭、向井貴彦 岐阜大学地域科学部准教授らの研究グループは、ヨシノボリというハゼ科の淡水魚の系統関係を日本産の全種について初めて解明し、その生活史の適応進化と大規模な種間交雑について明らかにしました。

 本研究成果は、日本時間の5月19日に分子系統学の国際誌「Molecular Phylogenetics and Evolution(分子系統学と進化学)」誌の電子版に掲載されました。

ポイント

  • 世界で最も多様化した淡水性ハゼ類であるヨシノボリ類のうち、日本産の全18種の系統関係を初めて解明
  • 川と海を回遊するタイプの種から、淡水域で一生を過ごす種への進化が、少なくとも4回以上起きたと推定された。この淡水域への適応しやすさが、ヨシノボリ類の顕著な多様性を形作ってきた要因の一つであることを示唆
  • 淡水性でも、特に河川に進出する場合には、卵の大きさが大幅に大型化し、止水域に進出した場合には卵が小型化したと推定
  • ヨシノボリ類では約70~250万年前(更新世前期頃)に、日本産のほぼ全種を巻き込んだ、他の生物では類を見ない程の大規模な種間交雑が起きた可能性を示唆

概要

 ヨシノボリ類はアジア地域に85種以上、国内では18種が知られ、最も種数が多い淡水性のハゼ科魚類として知られています。しかしヨシノボリ類が示すこれほどまでの種多様性が、どのようにして生まれてきたのかはこれまで謎でした。

  この謎を解明するため、分子系統解析を行うことで、日本産全種のヨシノボリ類の系統関係を初めて解明しました。その結果、彼らの淡水域への適応進化が種多様性の増加に貢献していると推察されました。具体的には、アユやサケのように川と海を回遊する種から、コイのように淡水域で一生を過ごす種への進化が4回以上(国外の種を含めるとおそらくさらに多数回)、また淡水性の中でも、河川にすむ種から池にすむ種への進化が1回起きたと推定されました。また淡水性の種の中でも、河川で一生を暮らす種では、卵の大きさが大幅に大型化していました。これは孵化した子供が河川環境で生きていくための適応進化だと考えられます。一方、池や湖にすむ種では祖先種よりもさらに小さめの卵を産む進化も起こっています。

 また驚くべきことに、約70~250万年前(更新世前期頃)に当時いたほぼ全種を巻き込む、大規模な種間交雑が起きていたことも推定されました。これほどの種数を巻き込んだ種間交雑は他の生物ではほとんど確認されておらず、非常に珍しい現象です。

日本産ヨシノボリ類の種多様性(写真:雄、鈴木寿之撮影)と核DNAに基づく系統関係。回遊性種から淡水性種への進化が4回以上生じたと推定された。
日本産ヨシノボリ類の種多様性(写真:雄、鈴木寿之撮影)と核DNAに基づく系統関係。回遊性種から淡水性種への進化が4回以上生じたと推定された。

研究者からのコメント

 ヨシノボリは日本中の川にすむ身近な小さなハゼで、もともと色彩の多様な1種類のハゼとして認識されていました。50年余前に我々の研究室の大先輩によって、川で一生を過ごす種類が新種として報告されて以来、いまや少なくとも18種が日本に生息することがわかってきました。

 今回、混沌状態にあったヨシノボリ類の系統関係を明らかにし、生活史の進化や種間交雑の歴史について大筋を明らかにすることができました。今後は、海外に分布する種も含めたこのグループ全体の多様化の歴史を明らかにし、淡水域への適応進化や種分化の具体的な機構についても追究していきたいと考えています。

詳しい研究内容について

書誌情報

Yo Y. Yamasaki, Mutsumi Nishida, Toshiyuki Suzuki, Takahiko Mukai, Katsutoshi Watanabe
"Phylogeny, hybridization, and life history evolution of Rhinogobius gobies in Japan, inferred from multiple nuclear gene sequences"
Molecular Phylogenetics and Evolution
Publication Date : April 27, 2015