トゲウオ

トゲウオ
北米 大西洋岸に生息するトゲウオの4種の海洋生物
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	脊索動物
クラス：	条鰭綱
注文：	カサゴ目
亜目:	胃骨筋上皮
家族：	ガステロステイ ダエ・ボナパルト、1831 [1]
属
テキストを参照

イトヨは条鰭類の魚類の一種で、淡水、汽水、海水の全北区に分布するイトヨ科に属します。かつてはヨウジウオやタツノオトシゴと近縁であると考えられていましたが、現在ではイトヨやカジカに近いと考えられています。

イトヨ科（Gasterosteidae）は、1831年にフランスの動物学者 シャルル・ルシアン・ボナパルトによって初めて科として提唱された。 ^{[1]イトヨとその近縁種は、タツノオトシゴやヨウジウオがSyngnathoidei}亜目を構成するとともに、Gasterostiformes目のGasterosteoidei亜目を構成すると長い間考えられていた。より最近の系統学的研究により、GaterosteoideiはZoarcoideiやCottoideiとより近縁であることが示されており、これはこの分類群がScorpaeniformes目に属することを意味している。^{[2]しかし、他の系統分類では、} Cottoidei亜目のGasterosteales下目として、またはZoarciformes目のZoarcalesの姉妹系統として扱われている。 ^[3]

FishBaseは、この科に5つの属に分類される16種を認めている。^[4]しかし、いくつかの種には多数の亜種が認められており、この科の分類は改訂する必要があると考えられている。

ガスターオステイダエ科には以下の属が含まれる: ^[4]

• アペルテス・ デケイ、1842年
• クレア・ ホイットリー、1950年
• ガステロステウス ・リンネ、1758
• プンギティウス ・ダノーネ、1760年
• スピナチア・ キュビエ、1816

イトヨは温帯に固有の種であり^[5]、主に海洋に生息していますが、淡水に生息する種もいます。淡水魚は1万～2万年前の氷河期以降、ヨーロッパ、アジア、北アメリカに閉じ込められ、海洋種とは異なる特徴を発達させました。^{[6] [7]}

イトヨは肉食性で、昆虫、甲殻類、魚の幼生などの小動物を食べます。^{[8] [9]}

イトヨは背びれに強くてはっきりと独立した棘があることが特徴です。^[10]イトヨの珍しい特徴は鱗がないことですが、一部の種は骨の装甲板を持っています。

最もよく知られている種である3本棘イトヨ（Gasterosteus aculeatus）の最大サイズは約4インチですが、3インチを超えるものはほとんどありません。性的に成熟する体長は約2インチです。 ^[11]他のほとんどのトヨの種は、ほぼ同じサイズか、いくらか小さいです。唯一の例外は、はるかに大きい15棘イトヨ（Spinachia spinachia）で、22cm（約8.8インチ）に達することがあります。^[12]体型は生息地によって異なり、浅い湖のトヨは、底生無脊椎動物を食べることに特化した深い体を発達させていますが、深い貧栄養湖のトヨはプランクトンを食べるように適応し、よりスリムな体になっています。^[5]

研究によると、トゲウオは、特にリスクを取るという点において、大胆であったり内気であったりするなど、独特の性格特性を示すことがわかっています。これらの性格特性は、トゲウオがリーダーになるかどうか、また、落胆した場合には再びリーダーになろうとするかどうかに直接影響することが判明しました。^[13]

イトヨの種はすべて、類似した変わった交尾行動を示す。淡水に生息するオスは赤い体色を呈するが、海洋や底生の種にも見られるが、これらは地味な色のままであることが多い。次にオスは、腎臓分泌物であるスピギン^[5]でまとめた海草で巣を作り、メスを巣に誘い込む。メスは、群れるのではなく単独で行動し、頭を上にして交尾の準備ができていることを知らせる。また、腹部は明らかに卵で膨らんでいる。^[5]求愛行動は通常、ジグザグの「ダンス」を伴い、オスは不規則な左右のパターンでメスに近づき、メスの腹部を背側で突く。^[5] メスは巣の中に卵を産み、オスはそれを受精させる。その後、オスは卵を7～14日後に孵化するまで（温度による）守ります。^{[5] [9]}孵化後も稚魚を守り続けることもあります。営巣場所と卵の保護の両方に多大な投資をすることで、オスが交尾できるメスの数は制限されますが、オスは複数回産卵します。^{[5]これにより、オスの}配偶者選択を優先する選択能力が導入されます。^[14]産卵後に死ぬオスもいます。^[11]

通常、親の投資が最も大きい性別は、最も強い配偶者選択を持ちます。^[15]トゲウオの種は、オスとメスの両方が強い配偶者選択を持つ相互配偶者選択を示します。これは、オスが卵を守るために強い親の投資を行うことに一部起因しています。^[16]

メスのトゲウオは喉の下が鮮やかな赤色のオスのトゲウオを強く好みます。メスはより鮮やかな赤色のオスと交尾することが多く、平均してこれらのオスに受精させる卵が大きくなります。この好みが、より鮮やかな赤色につながっています。^{[17] [18]}この関連性は、赤い色は寄生虫に感染していないオスによってのみ生み出されるため可能です。これはハミルトン・ズーク仮説で言及されています。^[19]

しかし、魅力的なオスの赤い色は、オスの質の誤ったシグナルである可能性もあるという証拠もあります。カロテノイド色素によってメスに魅力的なオスのトゲウオは、生殖細胞へのカロテノイドの割り当てが不足している可能性があります。^{[20]カロチノイドは有益な抗酸化物質であるため、}生殖細胞 への割り当てが不足すると、これらの細胞の酸化DNA損傷が増加する可能性があります。 ^{[20]そのため、メスのトゲウオは、より赤いが、}精子の質が低下した劣化したパートナーを選択することで、生殖能力と子孫の生存能力を 危険にさらす可能性があります。

メスの配偶者選択も、状況に依存することが分かっています。ほとんどの種では、メスの方が配偶者を選り好みする傾向があります。しかし、メスのトゲウオは体調が悪いときは配偶者を選り好みせず、逆に体調が良いときは配偶者を選り好みすることが分かっています。^[21]

イトヨなどの一部の種では、オスが巣作り場所と卵の保護に多大な投資をするため、オスが交尾できるメスの数が限られています。^[22]これにより、オスの配偶者選択を優先する選択能力が導入されます。オスの配偶者選択は多くの種ではほとんど研究または観察されていませんが、複数の研究でイトヨの種におけるオスの配偶者選択が確認されています。オスは、求愛して交尾するメスに関して、メスと同様の選り好みを示します。オスのイトヨは、より大きく長いメスのイトヨを好むことが観察されています。これは、メスが大きいほど平均して卵が大きく、子孫の生存率と適応度が高くなるためだと考えられています。^[16]さらに、オスのイトヨは、より膨張した腹部を持つメスを好むことも観察されています。この利点は、より大きな卵と、したがって子孫の生存率と適応度によるものです。^[23]

イトヨのメスは、近親交配のリスクを考慮して求愛行動を調整する。^[24] 妊娠したメスが、見知らぬ非兄弟と見慣れた兄弟のどちらかに求愛する場合、非兄弟との交尾を選択し、近親相姦に伴う不利益を回避する。^[24] 近親交配で得られた卵は、非近親交配で得られた卵に比べて受精率と孵化率が低く、生殖年齢まで生き残る子孫も少ない。^[24]

ニコ・ティンバーゲンによるこの魚の行動に関する研究は、固定された行動パターンの例として、動物行動学の初期の発展において重要でした。最近では、この魚は野生個体群の進化的変化の分子遺伝学を研究するためのお気に入りのシステムとなり^[25]、分子、発生、集団遺伝学、生態学のレベルで進化研究を組み合わせるための強力な「スーパーモデル」となっています。^[26] 2012 年には、基準となる淡水トゲウオのほぼ完全なゲノム配列が、世界中の 21 の海洋および淡水個体群に共通して見られる一連の遺伝子変異とともに説明されました。いくつかの変異といくつかの染色体逆位は、海洋個体群と淡水個体群を一貫して区別し、トゲウオが海洋および淡水環境に繰り返し適応する原因となったゲノム全体の一連の変化を特定するのに役立ちます。^[27]海洋のイトヨに見られる適応は、並行進化の研究に理想的な生物です。^[28]

クロンシュタットには、第二次世界大戦のレニングラード包囲戦中に何千人もの市民を飢餓から救ったトゲウオに捧げられた彫刻があります。

ウィキメディア・コモンズには、 Gasterosteidaeに関連するメディアがあります。

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• UCSC ゲノム ブラウザで gasAcu1 ゲノム アセンブリを表示します。
• ヒュー・チザム編 (1911)。「スティッケルバック」 。ブリタニカ百科事典(第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局。