Research Abstract

魚類の眼状紋色模様は連続的な誘導によって決定づけられる:チョウの眼状紋との機序的な収斂  OPEN ブックマーク

Eyespot colour pattern determination by serial induction in fish: Mechanistic convergence with butterfly eyespots

2012年2月28日 Scientific Reports 2 : 290 doi: 10.1038/srep00290 (2012)

色模様を決定するメカニズムは、脊椎動物と無脊椎動物とで異なると考えられているが、最近では、魚類およびチョウ類の色模様は、いずれも反応拡散メカニズムによって部分的に説明されている。今回我々は、チョウの眼状紋とよく似たスポッテッドマンダリンフィッシュの多色眼状紋が、色模様の連続的な誘導によって決定づけられていることを明らかにした。眼状紋の形態的特徴は、色模様の発生順序および眼状紋間の動的な相互作用の存在を示している。1つの眼状紋の大部分を外科的に取り除き、その後、その部分を再生によって再構成させることができる。顕著にも、バックグラウンド領域(眼状紋のない領域)では損傷によって異所的な模様が誘導される一方、眼状紋の中心部の損傷では眼状紋の大きさは変化しなかった。損傷修復の初期段階にはカルシウム振動が伴っていた。今回の結果は、魚類の眼状紋が連続的な誘導によって決定づけられており、それが反応拡散メカニズムに基づいているらしいことを示している。この知見は、魚類とチョウの仕組みの間に機序的な類似性が存在することを示唆している。

大野 良和1 & 大瀧 丈二1

  1. 琉球大学理学部

Vertebrate and invertebrate colour pattern determination mechanisms are considered distinct; recently, however, both fish and butterfly colour patterns have been partly explained by reaction-diffusion mechanisms. Here, we show that multi-coloured eyespots of the spotted mandarin fish, which are reminiscent of butterfly eyespots, are determined by the serial induction of colour patterns. The morphological characterisation of eyespots indicates a sequence of colour pattern development and dynamic interactions between eyespots. A substantial part of an eyespot can be surgically removed and is then reconstructed by regeneration. Strikingly, ectopic patterns are induced by damage at a background (eyespotless) area, but focal damage did not change the eyespot size. Early stages of damage repair were accompanied by calcium oscillations. These results demonstrate that fish eyespots are determined by serial induction, which is likely based on a reaction-diffusion mechanism. These findings suggest mechanistic similarities between the fish and butterfly systems.

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