イカの雌は腕の中で受精を秘かに操る

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貯蔵精子を用いた受精過程を世界で初めて解明

2019-01-21  東京大学大気海洋研究所

発表のポイント

◆交尾後に雌の体内に貯蔵された精子と卵が受精する過程は、通常体内で起こるため直接観察ができないが、世界最小のイカ「ヒメイカ」を用いて透明な水槽のガラス面に産卵させることで、受精プロセスを世界で初めて詳細に観察することに成功しました。
◆海草に卵を産み付ける過程で、卵を包むゼリー層にある通り道に雌が貯蔵していた精子を直接注入することで、効率的に受精させていることを発見しました。
◆子孫を残す過程で最も重要な受精において、雌が能動的な役割を果たすことを明らかにし、秘かに精子の使用を操作している可能性を示しました。このような受精過程で生じる雌雄の利害の対立を明らかにしていくことで、多様な繁殖システムの理解に役立つと考えられます。

発表者

岩田 容子(東京大学大気海洋研究所 海洋生物資源部門 准教授)
佐藤 成祥(島根大学生物資源科学部 特任准教授)
広橋 教貴(島根大学生物資源科学部 教授)
春日井 隆(名古屋港水族館)
渡邊 良朗(東京大学大気海洋研究所 名誉教授)
藤原 英史(株式会社ドキュメンタリーチャンネル)

発表概要

昆虫から哺乳類まで、多くの動物は交尾を行い、雄から渡された精子を雌の体内に貯蔵します。しかし、通常受精は雌の体内で起こるため、受精の過程を直接観察することはできず、「貯蔵された精子がいつどのように放出され、卵と受精するのか?」という大きな謎がありました。東京大学大気海洋研究所の岩田容子准教授と島根大学、名古屋港水族館、(株)ドキュメンタリーチャンネルの共同研究チームは、世界で最も小さなイカ、ヒメイカを用いて、他の動物では直接観察できない貯蔵精子を用いた受精の過程を、詳細に観察・撮影することに世界で初めて成功しました。ヒメイカは腕の付け根に精子貯蔵器官を持ち、産卵時に体外受精を行いますが、受精が生じる場所は腕に隠れて見えません。そこで、透明な水槽のガラス面に産卵させることにより、ガラス越しに腕の中を観察しました。また卵を包むゼリー層の中に分布する精子の核を染色することにより、ゼリー層には煙突状に突き抜けた卵の通り道があること、その通り道の入り口に雌が貯精器官から精子を直接注入することにより、海水中で体外受精を行うにも関わらず、非常に限られた数の精子で効率的に卵を受精させていることを明らかにしました。本研究は、貯蔵精子を用いた受精が雌の強いコントロール下で行われていることを明らかにすると共に、雌が放出する精子の量や質を調節することにより、交尾後に子の父親を選ぶ可能性を示唆するものです。

発表内容

卵と精子がどこでどのように出会い受精するのか、という問いは生物学における本質的課題の一つと言えます。交尾後に雌の体内に蓄えられた精子がたどる受精プロセスは、”精子間競争”(注1)や”雌の隠れた選択”(注2)に直接関係するため、繁殖システムの進化を理解する上で非常に重要です。しかし、通常交尾する種において、雌の貯精器官は輸卵管と連結した体内にあり、受精は雌の体内という隠れた場所で起こるため、直接観察することは出来ません。

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