Research press release

【化学生態学】雄のシデムシにしっかり仔育てさせるための抗催淫物質

Nature Communications

Chemical ecology: Anti-aphrodisiac aids beetle parental care

雌のツノグロモンシデムシ(Nicrophorus vespilloides)が分泌する抗催淫性フェロモンは、配偶相手の雄による交尾の企てを減らす作用があり、幼虫が世話を必要としているときに分泌されることを明らかにした論文が掲載される。この新知見は、昆虫が子育てを行うために自らの行動を変える過程の背後にある機構の解明に役立つ。

動物界で親が直面するのが、エネルギーを現在の仔(仔育て)に振り向けるべきなのか、将来の子孫に振り向ける(例えば産卵する)べきなのかというジレンマだ。ツノグロモンシデムシは、雄雌両方の個体が仔育てに関与することが知られており、雌は、現在育てている幼虫に餌を与える際には配偶相手の雄に助けられている。しかし、成長中の幼虫と性活動のエネルギー要求量と栄養学的要求量のバランスをとる仕組みは、これまで分かっていなかった。

今回、Sandra Steigerたちは、ドイツの森林地帯で採取された約400匹のツノグロモンシデムシの配偶行動、ホルモンプロフィール、そして、ホルモン合成と産卵に関連する遺伝子の発現パターンを分析した。その結果、第1に、雌のツノグロモンシデムシは、現在育てている幼虫が最も世話を必要としている間は一時的に不妊になり、この不妊状態に「幼若ホルモンIII」というホルモンが関係していることが明らかになった。また、第2に、雌が雄に対して、現在育てている幼虫を理由とする一時的不妊になっていることを知らせる際に幼若ホルモンIIIに化学的に類似した揮発性化学物質「ゲラン酸メチル」が介在していることが明らかになった。そしてSteigerたちは、いくつかの実験を行い、ゲラン酸メチルの分泌によって配偶相手の雄による交尾の企てが減ることを実証した。

こうした化学信号によって雌の不妊と雄の禁欲が達成され、両親が成長期の幼虫に対して資源を投下できるようになっているのだ。また、今回の研究結果は、両親の間に有効なコミュニケーション系が存在しており、これが両親だけでなく、幼虫にとっても有益であることも示している。

Female burying beetles (Nicrophorus vespilloides) release an anti-aphrodisiac pheromone that reduces mating attempts from their male partners during the time in which their offspring are in need of care, finds a study in Nature Communications. These findings shed light on the mechanisms underlying how insects modify their behaviour in order to provide parental care.

In the animal kingdom, parents are faced with the dilemma of whether to direct energy towards their current offspring (parental care), or towards future progeny - for instance, by producing new eggs. Burying beetles are known to exhibit biparental care, whereby females are aided by their male partners in feeding the brood. However, how the energetic and nutritional demands of the current brood and sexual activity are balanced has been unclear until now.

Sandra Steiger and colleagues analysed mating behaviour, hormone profiles, expression patterns of genes associated with hormone synthesis and egg production in about 400 beetles collected from a forest in Germany. They first show that female burying beetles display temporary infertility while their current offspring are most in need of parental care and that this infertility is mediated by a hormone called ‘juvenile hormone III’. They then show that this offspring-induced temporary infertility is signalled by the female to the male partner via a volatile chemical called methyl geranate (which is chemically similar to juvenile hormone III). Through several experiments, they show that release of this chemical reduces the number of mating attempts from the male partner.

Thanks to these chemical signals, female infertility and male sexual abstinence allow the parents to invest their resources into the developing larvae. In addition, the results point to an effective communication system between parents that benefits the parents themselves, and also their offspring.

doi: 10.1038/ncomms11035

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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