Research Abstract

雌に偏った性比が有性生殖の2倍のコストを削減する  OPEN ブックマーク

A female-biased sex ratio reduces the twofold cost of sex

2016年4月1日 Scientific Reports 6 : 23982 doi: 10.1038/srep23982 (2016)
雌に偏った性比が有性生殖の2倍のコストを削減する
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有性生殖の進化は、いまだに生物学における興味深い謎の1つである。理論上、有性生殖を行う生物集団は、増殖に寄与しない雄仔を産むことに資源の半分を投資しているため、無性生殖を行う生物集団と比べて増殖率が半分になってしまうはずである。このような雄仔を産むことによる個体群動態上の不利益は、「有性生殖の2倍のコスト」として知られている。しかし、このコストが有性生殖をする雌にとって本当に2倍になるのかという疑問は、まだ解明されていない。雄仔を産むことのコストは、雄仔の数が減少すれば減るはずである。今回我々は、雄のコストが実際には2倍未満となる事例について報告する。ネギアザミウマで、無性生殖系統と共存する有性生殖系統の個体数を調べたところ、有性生殖系統が雌に偏った性比を示すことや、有性生殖系統の相対的頻度が、有性生殖系統における雄の比率と負の相関を示すことが明らかになった。コンピューターシミュレーションによって、無性生殖個体が共存することで、有性生殖個体の集団において雌に偏った性比が進化することが確認された。今回の結果から、雄仔を産むことにはコストが実際にかかり、コストの大きさは雄仔の数に依存することが明らかになった。したがって我々は、利益がこれまでの予想よりかなり少なくても有性生殖は進化し得ると結論付ける。

Kazuya Kobayashi & Eisuke Hasegawa

Corresponding Authors

小林 和也
京都大学大学院 農学研究科 昆虫生態学研究室

The evolution of sexual reproduction remains a fascinating enigma in biology. Theoretically, populations of sexual organisms investing half of their resources into producing male offspring that don’t contribute to reproduction should grow at only half the rate of their asexual counterparts. This demographic disadvantage due to male production is known as the twofold cost of sex. However, the question of whether this cost is truly twofold for sexual females remains unanswered. The cost of producing males should decrease when the number of male offspring is reduced. Here, we report a case where the cost of males is actually less than twofold. By measuring the numbers of sexual strain coexisting with asexual strain among thrips, our survey revealed that the sexual strain showed female-biased sex ratios and that the relative frequency of sexual strain is negatively correlated with the proportion of males in the sexual strain. Using computer simulations, we confirmed that a female-biased sex ratio evolves in sexual individuals due to the coexistence of asexual individuals. Our results demonstrate that there is a cost of producing males that depends on the number of males. We therefore conclude that sexual reproduction can evolve with far fewer benefits than previously assumed.

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