１. オサムシが日本列島形成の歴史を語る

学生の頃は、分子レベルで生きものを見る生理学の研究をしていました。1994年にBRHに奨励研究員として来た時に、個体や種という生きもの全体を見ながら多様化や進化を見る研究に移行したのです。お正月にテレビを見ていると、偶然、初代館長の岡田節人先生が生命誌研究館について話していました。時を同じくして知人から、名古屋大学で分子遺伝学の研究をしていた大澤省三先生がBRHでオサムシの研究を始め、奨励研究員を募集していると聞きました。全く分野が違いますが、もともと好きだった昆虫の研究をしたいと思い応募したところ採用されました。DNAを用いた系統解析なので、これまでの生理学の実績を評価してもらえたのだと思います。＜図1＞

日本にいる35種のオサムシの系統関係を調べることから始めました。最初は単純に日本のオサムシがどのように進化してきたのか、その系統関係を解明する予定でした。調べているうちに、まったく予想外の結果が次々と出てきました。中でも、マイマイカブリの系統の分岐年代が、日本列島が大陸から別れた年代と一致するなど、地質学の知見と見事にピタリと合うことに驚きました。まるで日本列島と共にマイマイカブリが進化しているようでした。研究を始めて3年目、地質学者の協力を得て、オサムシが日本列島形成の歴史を語っていることを確信しました。＜論文1＞オサムシのサンプルを提供してくれた50名を超える協力者にもこの発見をニュースレターで伝え、皆が熱気と興奮に包まれたのを今もはっきり覚えています。その後、DNAによる系統解析で自然を知る研究は世界へと広がっていきました。本当に楽しい研究でした。＜図2＞

２. “信頼性の高い”系統樹をつくる

昆虫類全体を見渡すと、その種数は動物の7割を占め、地球は昆虫の惑星とまで言われています。しかし、元を辿れば祖先は一つです。昆虫の多様化を理解するには、どのような共通祖先から分岐したのか、1種の共通祖先から現在の多様な種になるまでにどのような道筋を辿ったのかを知ることが重要です。
分子系統樹の枝に生きものの形態情報をのせると、進化の様子が浮かんできます。オサムシの研究で得られた数多くの新しい知見もそのようにして発見したのです。もし系統樹が間違っていたら、間違った進化の物語が導かれてしまいます。私たちは、信頼性の高い系統樹づくりを大切にし、昆虫類をはじめとする様々な節足動物の系統関係の解明に取り組んでいます。形態の特徴、数ある遺伝子などから、どんな情報を使っても系統樹はつくれます。でも、それが本当に生きものの正しい系統関係を示すかは別問題。私たちは、分子系統の解析に使う分子マーカーが、その生きものの分子系統解析に適しているか否かの検証をしっかりと行います。おかげで、系統樹の信頼性を示すブートストラップ値の高い系統樹の作成に成功し、昆虫類の系統関係の中で論争の的だった多くの問題に決着をつけることができました。具体的には、解明が難しいとされていた、ナナフシ、カマキリ、バッタなどの11目を含む多新翅種類が単一系統であり、共通祖先から分かれてきたということをはっきり示すことができました。＜論文2＞

３. イチジクとイチジクコバチの絶対共生

以前から、昆虫がなぜこれほど多様化したのかに興味をもっていました。節足動物のうち、ムカデやヤスデなどの多足類は、昆虫よりも早い時期に海から陸に上がりましたが、昆虫類と比べると種数は非常に少ないのです。一方、後に上陸した昆虫はものすごい勢いで種数を増やしてきました。そこで、昆虫の多様化に貢献している要因として、植物との共生関係に注目しました。昆虫が上陸後に翅を獲得し、植物との関わりが強くなったことが、多様化の引き金として非常に重要だと考えたわけです。
植物と昆虫との共生関係の中で、イチジクとイチジクコバチ（コバチ）は種特異性が非常に高い絶対共生関係を築いています。＜図3＞相手がいないと自分の子孫を残せず、生きていくこともできないのです。私たちは、生態や形態から分子まで様々な側面から、イチジクとコバチの共生関係がどのようにでき維持されているのか、また両者がどのように多様化してきたのかを調べています。

コバチは共生関係にある花の匂いを選別して相手を確かめるので、花の匂いが似ている近縁種に対してどのような行動をとるのか観察しました。その結果、近縁種の花の中にも入って産卵する様子が確認できましたが、花の成長時期やその期間と、コバチの成長期間にずれがあるため、幼虫が成虫になる前に花が早く成熟して落ちてしまうことがわかりました。匂いが似ているだけではダメで、両者間で全ての要因がピタリと重なってこその絶対共生関係です。そのため、簡単に相手を変えることはできません。絶対共生関係にはメリットがありますが、非常にリスクが高く、進化の観点から見ると矛盾がいっぱいです。進化の袋小路に入っているようにも見えますが、実際にイチジクは見事に多様化しています。イチジクとコバチの研究から、生きものが多様化するしくみのきっかけがつかめると考えています。＜図4＞＜論文3＞

４. イチジクの思いやり？

コバチがイチジクの花のうの中に入る時、何層にも重なったベールを一枚一枚剥ぐように少しずつ進み、とても小さな入口から潜り込みます。その際、翅と触角が取れてしまうのです。はじめは、その捨て身の行動に痛々しさを感じ、かわいそうだなと思っていました。＜図5＞

ある時、花の中に入ったコバチの行動を知るため、カメラで観察しました。3匹の雌コバチが懸命に、無数にある小花一つ一つに産卵管を挿して産卵していました。その時、たまたま片方の翅が残っているコバチが1匹いて、良かったと安心したのも束の間、そのコバチは翅が広がって動きにくそうなのです。産卵の邪魔をしているようにさえ見えました。花のうの中は狭いので、翅は取れたほうが都合がよいのでしょう。イチジクの花の入口が狭いのは、コバチの翅が取れるのを助けているためと考えることもできます。イチジクとコバチの共生関係の奥深さを感じ、ますます興味が湧きました。
今後も、ゲノム上の多様性と表現型の多様性とのつながりを理解して、分子のはたらきを比較することで、昆虫類を中心に多様化の過程を探って行きます。