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昆虫学において、無自生殖とは、成虫の雌昆虫が卵を産む前に特定の種類の食物（一般的には脊椎動物の 血液）を食べなければ卵が成熟しないという生殖戦略である。[1]この行動は、蚊などの双翅目昆虫で最もよく見られる。[2]無自生殖動物は、宿主の血液と接触するため、宿主の感染症の媒介となることが多い。その逆の形質（成虫になっても繁殖に特別な食物を必要としない）は、無自生殖として知られている。[3]
自律性喪失を左右する要因
自家寄生昆虫は、一般的に成虫になると、生存可能な卵を産むのに十分な栄養（特にタンパク質）を蓄えていないため、成虫になってからも追加の給餌が必要となる。高タンパク質の食事、通常は血液は、卵に栄養を与える卵黄の生産を可能にし、繁殖を可能にする。[4]この血液は通常、大型脊椎動物への外部寄生によって得られる。
しかし、生存可能な卵子を産むのに必要な蓄えを持っている個体であっても、血液を摂取しなければ繁殖できない可能性がある。これは、多くの無自家生殖種における卵子の成熟が、血液を摂取したときに放出されるホルモンに依存しているためである。 [5]さらに、特定の遺伝子型を持つ雌はデフォルトで無自家生殖であるが、雄と交尾することで自家生殖を誘発される可能性がある。これは、交尾中に放出または獲得されるホルモン、または交尾によって得られる何らかの栄養補助食品によるものと考えられる。[6]
同じ種の個体でも、遺伝子型や環境状況、幼虫期に得た栄養の種類と量に応じて、自殖または無自殖を示すことが確認されている。[3] [7]数学モデルは、無自殖が好条件下（特に宿主が簡単に見つかる場合、昆虫が吸血で生き残る可能性が高い場合、無自殖が繁殖力の増加に寄与する場合）では昆虫の繁殖に有利な戦略となり得ることを示している。[8]
解剖学と生理学
無自生殖とそれに伴う吸血は、主に蚊、ブユ、サシバエ、ウマ、ユスリカなどの双翅目昆虫に見られる。ほとんどの無自生殖双翅目昆虫は、血液を吸い取るための鋭い刃のような下顎を持っているが、これらの口器は雄では未発達であることが多い。[2]これらの種は花の蜜や果汁などの他の液体食品から追加の栄養を得るため、「二重の空腹感」を示し、それによって糖分の多い食品とタンパク質の多い食品の摂取を別々に調節する。[6]
昆虫では（他の非哺乳類動物と同様に）、卵の成熟は卵黄形成、つまり幼若ホルモンの放出によって引き起こされる卵黄タンパク質の沈着から始まる。無自生性の蚊では、卵黄生成遺伝子はラパマイシン標的シグナル経路に関わるプロセスを通じて吸血後に強く活性化される。[9]特に、血液タンパク質に含まれる特定のアミノ酸は、ビテロジェニン遺伝子の活性化に必要と思われる。[10]
オートジェネイ
産卵前に血を吸う必要があることは、ダニのように普段の食事の大部分または全部が血液である動物ではそれほど目立たない。これらの分類群では、自殖、つまり吸血せずに卵を産む能力の方が注目される。[11]多くの昆虫は、幼虫のときに蓄えた栄養素に頼って、成虫になってもタンパク質を摂取せずに卵を産むことができる。しかし、ほとんどの昆虫はタンパク質を摂取せずに産む卵の数は比較的少なく、ほぼすべての昆虫は最初の産卵後に追加の卵を産むために高タンパク質の食事を必要とする。 [ 3]
参照
参考文献
- ^ 「Anautogenous」。メリアム・ウェブスター医学辞典。 2016年6月25日閲覧。
- ^ ab 「双翅目」。ブリタニカ百科事典。 2016年6月25日閲覧。
- ^ abc エンゲルマン、フランツ（2015）。昆虫生殖の生理学（改訂版）。エルゼビア。pp.124–7。ISBN 9781483186535. 2016年6月25日閲覧。
- ^ Attardo, Geoffrey M; Hansen, Immo A; Raikhel, Alexander S (2005 年 7 月)。「蚊の卵黄形成の栄養調節: 自律生殖への影響」。昆虫生化学および分子生物学。35 (7): 661–75。Bibcode : 2005IBMB ...35..661A。doi : 10.1016/j.ibmb.2005.02.013。PMID 15894184 。
- ^ Gulia-Nuss, M; Elliot, A; Brown, MR; Strand, MR (2015年11月). 「複数の要因が蚊Aedes aegyptiによる自律生殖に寄与する」. Journal of Insect Physiology . 82 : 8–16. Bibcode :2015JInsP..82....8G. doi : 10.1016 /j.jinsphys.2015.08.001. PMC 4630150. PMID 26255841.
- ^ ab Lehane, Michael (2012). 吸血昆虫の生物学. Springer Science & Business Media . pp. 107–8. ISBN 9789401179539. 2016年6月25日閲覧。
- ^ フラット、トーマス、ヘイランド、アンドレアス（2011）。生命史進化のメカニズム。オックスフォード大学出版局。p.130。ISBN 9780199568765. 2016年6月25日閲覧。
- ^ 辻 暢; 岡沢 剛; 山村 暢 (1990 年 7 月)。「自生および非自生蚊: 生殖戦略の数学的分析」。医学昆虫学ジャーナル。27 (4): 446–53。doi :10.1093/jmedent/27.4.446。PMID 1974928 。
- ^ Hansen, Immo A; Attardo, Geoffrey M; Park, Jong-Hwa; Peng, Quan; Raikhel , Alexander S (2004 年 7 月)。「蚊の自律発生におけるラパマイシンを介したアミノ酸シグナル伝達の標的」。 米国科学アカデミー紀要。101 (29): 10626–31。doi : 10.1073 / pnas.0403460101。PMC 489984。PMID 15229322。
- ^ Attardo, Geoffrey M; Hansen, Immo A; Shiao, SH; Raikhel , Alexander S (2006 年 8 月)。「蚊の繁殖中の栄養シグナル伝達に必要 な2 つのカチオン性アミノ酸トランスポーターの同定」。実験生物学ジャーナル。209 (16): 3071–8。doi : 10.1242/jeb.02349。PMID 16888056。
- ^ Feldman-Muhsam, B (1973 年 6 月). 「Ornithodoros 属の軟ダニにおける自殖」. Journal of Parasitology . 59 (3): 536–539. doi :10.2307/3278790. JSTOR 3278790.