A single episode of sexual reproduction can produce large variation in population growth rates under dual stressors

Yawako W. Kawaguchi, Masato Yamamichi

Journal of Evolutionary Biology (2025) DOI:10.1093/jeb/voaf041

プレスリリース資料

有性生殖には高いコストが伴うにもかかわらず、なぜ多くの生物で進化し、維持されているのでしょうか。有性生殖のメリットを調べるために、国立遺伝学研究所の川口也和子特任研究員と山道真人准教授は、塩分と酸性という2種類のストレスを加えた培養環境で、淡水性単細胞緑藻ヒメミカヅキモ(Closterium peracerosum–strigosum–littorale complex）の増殖率を測定しました。その結果、たった一度の有性生殖が集団の増殖率に大きな変異をもたらすことを発見しました。特にpHが低い酸性条件では、親世代と比べて子世代（F₁世代）の増殖率のばらつきが大きくなり（超越分離）、一部のF₁集団は、親が増殖できないような厳しい環境条件でも増殖できることがわかりました。ヒメミカヅキモでは、系統間の遺伝子のコピー数変異が多いことが先行研究で明らかになっています。そのため、有性生殖によって遺伝子の組み合わせとコピー数が変化し、多様性が高まることで絶滅が防がれた可能性が示唆されました。本研究は、性の進化と、迅速な進化が集団の絶滅を防ぐ進化的救助をより深く理解するための重要な一歩となることが期待されます。

本研究は、日本学術振興会科学研究費補助金（課題番号：JP20J20877, JP19K16223, JP20KK0169, JP21H02560, JP22H02688, JP22H04983）、国立遺伝学研究所博士研究員制度、科学技術振興機構CREST （課題番号：JPMJCR23N5）、オーストラリア研究評議会 Discovery Project（課題番号：DP220102040）の研究助成を受けて実施されました。

本研究成果は、国際科学雑誌 「Journal of Evolutionary Biology」 に2025年4月17日に掲載されました。