カブクワの論文をわかりやすく解説！

折れない角の秘密：カブトムシに学ぶ究極の設計図

舶来六脚堂

こんにちは、カブトムシやクワガタが大好きな皆さん！

今回は、カブトムシの角の形がどのように決まるのか、その秘密を解き明かした最新の研究についてご紹介します。

この研究は、カブトムシの角の形成メカニズムを理解する上で大きな一歩となりました。

そんな論文を、わかりやすく解説してみましたので御覧ください！なお、論文は下記のPDFとなります。詳細を読んでみたい方はこちら↓を見てくださいね！

カブトムシの角は、その独特な形から多くの人々に愛されていますが、どのようにしてその形が決まるのかは長らく謎でした。

角は蛹への脱皮の時に突然現れますが、これは脱皮に先立って幼虫の頭の殻の内側で角がアコーディオンの様に折り畳まれた状態で作られ、脱皮時にエアバッグのようにどんどんと展開されることで実現します。

1. 角の原基の折り畳みが角の最終形態を決定

2. 折り畳み皺の深さと方向は異なるメカニズムで決まる

3. Notch遺伝子とCyclinE遺伝子がそれぞれ深さと方向に影響する

情報・システム研究機構国立遺伝学研究所の後藤寛貴博士研究員、大阪大学の近藤滋教授、基礎生物学研究所の新美輝幸教授らの研究グループは、カブトムシの角の形成に関わる遺伝子の機能を失わせた時にどのように原基の折り畳みパターンが変わるかを調べました。

研究の結果、折り畳み皺の「深さ」と「方向」が異なるメカニズムで制御されていることが明らかになりました。

Notch遺伝子の役割

Notch遺伝子の機能を失わせると、角の原基の皺の「深さ」が通常の個体に比べて浅くなりましたが、皺の方向性には影響がありませんでした。Notch遺伝子は細胞間コミュニケーションをつかさどるシグナル伝達に関わり、多くの動物の発生や様々な器官形成において重要な役割を果たします。

CyclinE遺伝子の役割

一方、CyclinE遺伝子の機能を失わせると、皺の「深さ」は変わらないものの、皺の方向性が変わりました。CyclinE遺伝子は細胞周期の制御に関わり、細胞分裂の制御に異常が起こるためにこのような変化が生じると考えられます。

角の形成とその意義

カブトムシの角の最終的な形態は、折り畳み皺の「深さ」と「方向」の両方によって決まります。これらの皺は、角が展開された時にその形状を決定する重要な要素です。この研究により、カブトムシの角の形を決定するメカニズムが複数の異なる分子メカニズムで制御されていることが示されました。

今後の期待

今回の研究は、カブトムシの角の形成メカニズムを理解する上で重要な知見を提供しました。これにより、他の昆虫や動物の形態形成についても新たな知見が得られる可能性があります。また、カブトムシの角の「折り畳み」メカニズムは、大きな立体構造を限られた空間に収める技術の開発にも応用できるかもしれません。

まとめ

カブトムシの角の形がどのようにして決まるのか、その秘密を解き明かした今回の研究は、カブトムシの進化と生物の多様性理解において大きな一歩となりました。カブトムシやクワガタムシに興味を持つ皆さんも、このような最新の研究に触れることで、彼らの魅力をさらに感じていただけることでしょう。

• 国立遺伝学研究所

• 大阪大学

• 基礎生物学研究所

• 論文掲載誌：Scientific Reports

• 論文掲載日：2020年10月29日

• DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-020-74088-0

カブトムシやクワガタムシに関する最新の研究情報を知ることで、彼らの魅力をもっと深く理解し、彼らを守るための行動を考えてみましょう。自然界の驚異に触れることは、私たちの生活を豊かにし、地球の未来を考えるきっかけにもなります。