昆虫類は全動物種の75％を占める最も繁栄した動物群で、その99％は翅（はね）を獲得した有翅昆虫類、残りの1％ は原始的で翅を獲得する段階には達していない無翅昆虫類です。昆虫類の消化器系の中で最も重要な器官である中腸は、無翅昆虫類ではもっぱら卵黄細胞により形成されますが、ほとんどの有翅昆虫類を含む新翅類では前腸と後腸の伸長により形成され、有翅昆虫類のうち、最初に出現した、原始的な旧翅類では無翅昆虫類と新翅類の折衷型の中腸形成様式が知られています。一方、無翅昆虫類の中でもっとも有翅昆虫類に近縁とされるシミ目の中腸形成については、他の無翅昆虫類と同様に卵黄細胞のみで形成されるのか、それとも有翅昆虫類のように、前腸や後腸もその形成に関与するのか、よく分かっていませんでした。
本研究では、厳密な組織学的観察および微細構造学的観察により中腸形成過程を詳細に検討し、シミ目の中腸は卵黄細胞のみに由来することを明らかにしました。シミ目の中腸が卵黄細胞のみに由来することが明らかになったことで、無翅昆虫類のすべてにおいて中腸は「卵黄細胞由来型」であり、素早い中腸形成が可能となる前腸・後腸の中腸への分化能は有翅昆虫類で初めて獲得されたことが明らかになりました。昆虫類の大繁栄は類を見ないほどの有翅昆虫類の多様化によりもたらされましたが、その背景にある要因の一つとして、スピーディーなライフサイクルの進行につながる形態形成の効率化が挙げられます。つまり、有翅昆虫類での前腸・後腸由来の中腸形成の獲得は、昆虫類の大繁栄につながる重要なできごとであったと理解することができます。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学山岳科学センター 菅平高原実験所
町田 龍一郎 客員研究員
福島大学共生システム理工学類
武藤 将道 客員研究員（日本学術振興会特別研究員PD）
塘 忠顕 教授
北里大学一般教育部
増本 三香 講師