眼柄の短いハエはメスがあまり惹きつけられないため、攻撃的に行動する。

柄のある眼を持つハエの世界では、長い眼柄を持つオスがメスを獲得します。メスは触角が長く点在する眼柄を持つオスを好むだけでなく、他のオスもこれらのより恵まれた眼柄を持つハエと争う可能性が低くなります。

しかし、オスの中には、眼柄を小さくするX染色体のコピーのせいで、常に短い眼柄を持つ個体もいる。何世代にもわたる性淘汰にもかかわらず、この遺伝子変異が消えない理由を調査する中で、科学者チームは、ハエが短い眼柄を攻撃性で補っている可能性を発見した。この発見の詳細は、10月21日付けのFrontiers in Ethology誌に掲載された研究論文で述べられている。

[関連:蚊はほとんど目が見えませんが、メスの鳴き声を聞くとオスの視力が鋭くなります。]

「これらの駆動X染色体は、遺伝コードの一部が必ずしも連携して機能しているわけではなく、それぞれが利己的な利益を持っていることの例であるため、非常に興味深い」と、研究の共著者でニューヨーク州立大学ジニーシー校の生物学者ジョセフィン・ラインハルト氏は声明で述べた。「これは極端な例だが、これらの利己的な染色体の1つを持っているだけで、これらの動物の生物学的な多くの部分、さらには行動にも影響を与える」

遺伝子ドライブとハエの決闘

柄眼ハエは、ハエ科で双翅目に属する昆虫の総称です。通常は湿地の低地植物の中に生息し、川や小川の近くが一般的です。体長はわずか 1 センチメートルほどで、腐った動物や植物を食べます。

柄眼を持つハエには 2 種類の X 染色体が存在します。短い眼柄の変異を持つのは駆動 X 染色体、より具体的には減数分裂駆動体です。つまり、オスの精子に過剰に存在する対立遺伝子を持っているため、次の世代に受け継がれる可能性が高くなります。

「駆動力のあるX染色体は、高校の生物学でほとんどの人が習う遺伝学の公平な50対50の『コイン投げ』のルールよりも多く受け継がれるため、大きな自然の利点を持っています」とラインハルト氏は言う。「男性の子孫は最大100％がX染色体を受け継ぎ、女性になります。このため、X染色体は個体群内で増加し続け、絶滅を引き起こすと想定できます。それが起こっていないため、私たちはその利点を打ち消す可能性のある他の特性を理解することに興味があります。」

雄の柄眼ハエは、交尾相手に近づくため、威嚇的な身体的表示や戦闘を主に行う。また、同様の大きさの眼柄を持つ他のハエに対しては、より攻撃的な態度を示す。

駆動X染色体を持つハエがより攻撃的かどうかをテストする方法として、この研究チームは、どちらかのタイプのX染色体を持つハエの集団（常に短い眼柄を持つハエを生み出すタイプとそうでないタイプ）を使用しました。彼らはまた、同様の眼柄を持つ競争相手を対戦させ、彼らの競争を記録し、その行動を分析しました。

2 匹のハエの眼柄のサイズが近いほど、戦闘行動はより一般的でした。これらの攻撃的な行動は、駆動 X を持つオスのハエでより頻繁に見られました。これらの戦闘行動をより多く展開したオスは、これらの競争で勝つ可能性も高くなりました。駆動 X 染色体を持つオスは、ディスプレイよりも戦闘を多く行ったときに勝利する可能性も高くなりました。

「闘う雄の体格が不釣り合いな場合、闘いはすぐに終わり、小さい雄が退却する傾向がある」とラインハルト氏は言う。「推進力のあるX染色体を持つ雄が、同様の大きさの眼柄を持つ雄と闘う場合、その雄はより攻撃的になる。しかし、推進力のあるX染色体を持つ雄は平均して小さいため、依然として不利である可能性が高い」

交配の機会

研究チームによると、この気性の激しい行動が、短い眼柄を持つハエが交尾できた理由を説明できるかもしれないという。長い眼柄は体が大きいこと、そして敵がより危険である可能性を示すため、短い眼柄を持つハエは、通常、体が大きいハエとの争いから逃げる。

しかし、駆動性X染色体を持つオスがより攻撃的であったり、他のオスからの脅威を正確に評価できなかったりすると、より長い眼柄を持つオスと競争することを選択するかもしれません。そうすると、当初は相手に惹かれていたメスと接触することになります。

この過剰な攻撃性は潜在的に危険であるが、ハエがそうでなければ得られない交尾の機会を得ることにもなる。それでも、これで性淘汰を完全に相殺することはできない。研究チームがモデル化した駆動型Xの拡散は、短い眼柄が優勢にならなかった理由を説明できるかもしれないと示唆している。メスは依然として長い眼柄を持つオスを好むため、この変異の頻度は低いままである。

[関連:遺伝子の交換によりショウジョウバエの細胞再生が可能になる]

「この研究は初期の発見だと言えます」とラインハルト氏は語った。「より大きなサンプルで、ここで観察された高強度行動の増加を具体的にテストする、より大規模な研究が行われる可能性があります。また、これは実験室での研究であるため、フィールドでの行動にどの程度当てはまるかは完全には明らかではありません。」

この研究ではメスのハエもテストしていない。もし駆動X染色体が直接的に攻撃性を高めるのであれば、メスにも影響があるかもしれない。しかし、それが眼柄の大きさに関係する間接的な影響であれば、駆動X染色体はメスに影響を及ぼさないかもしれない。