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# 生物学 # 進化生物学

サイズゲーム:オスとメスの違い

性別によるサイズの違いと、それが種によってどんな影響を与えるかを探る。

Caleb R. Ghione, Matthew D. Dean

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サイズは重要だよ:オスとメ サイズは重要だよ:オスとメ スの違い らかにする。 動物界のサイズの違いの背後にある秘密を明
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性的サイズ二形性(SSD)ってのは、オスとメスが大きさの面で見た目が違うってことを言うちょっとカッコいい言い回しだよ。動物界でさ、オスがメスより大きかったりするの、知ってるでしょ?これがSSDってやつ。これは一つの種にだけある特異性じゃなくて、特に哺乳類の間でいろんなグループに共通してることなんだ。

レンシュの法則って何?

さて、レンシュの法則について話そう。動物のグループを見て、いくつかの種ではオスがメスより大きい一方、他の種ではメスがサイズで優位に立ってるのに気付くと想像してみて。レンシュの法則は、もしある種のオスが大きいと、そのサイズの違いは全体の体の大きさが増すにつれて大きくなるって指摘してる。一方で、もしメスが大きい場合、そのサイズの違いは縮小する傾向があるんだ。じゃあ、なんでこの法則はすべての種に当てはまらないの?

寿命とサイズの蓄積

レンシュの法則がこうなる理由の一つは、これらの生物の寿命に関連してる。大きい種は寿命が長いことが多い。だから、その種のオスは体重を増やす時間がもっとあるってこと。一方で、小さい種は一般的に寿命が短い。オスが大きくなるための時間がなければ、そのサイズの違いはあんまり目立たなくなるんだ。

ちょっと小さな動物、例えばいくつかの齧歯類について考えてみよう。彼らは一般的に寿命が短いから、サイズの違いを育てる時間が限られてる。だから、SSDがあんまり見られないかもしれない。

小さい種がSSDをどう示すの?

じゃあ、小さい種は性別間のサイズの違いをどう示すの?一つの考えは、小さい種が短期間で異なるサイズに達するためにホルモンに頼ってるかもしれないってこと。ホルモンはプロセスを早めたり、オスとメスの成長の仕方を形作るのに役立つんだ。

この小さい種では、テストステロンやエストロゲンのような物がキープレイヤーかもしれない。これらのホルモンは、オスとメスの遺伝子がどれがオンになったりオフになったりするかを調整するのを手助けする。これらのホルモンが特定の受容体と相互作用すると、体の大きさや形に影響を与えるんだ。

ホルモンが秘密のソースなの?

私たちの研究では、サイズの違いと異なる種のDNAにおけるホルモン受容体の数との関連があるか調べたんだ。たくさんの哺乳類のゲノムを分析した結果、面白いことが分かった。小さい哺乳類、例えばコウモリや齧歯類では、サイズの違いとそのゲノム内のアンドロゲン応答要素(ARE)の数との間に明確な関連があった。これがオスホルモンに影響されるDNAの部分なんだ。

逆に、大きい哺乳類、例えば犬や霊長類は、同じ相関を示さなかったし、代わりに良い古典的なレンシュの法則に従ってた。これは、小さい種と大きい種が性別間のサイズの違いを管理する方法が異なるかもしれないことを示しているんだ。

研究の内訳

この答えを得るために、研究者たちは455種の哺乳類のデータを調べて、信頼できる体サイズ情報がある268種に絞ってさらに調べた。これらの種のSSDを測定し、AREやエストロゲン応答要素(ERE)がどれくらい遺伝子の近くにあるかをカウントしたんだ。遺伝子が始まる場所の近くで特定のDNAの範囲を見て、測定したんだよ。

見つかった結果はかなり明らかだった。小さな体型のグループは、SSDとAREの数の間に正の関係を示し、逆に大きな体型のグループはレンシュの法則に従い、同じ相関は見られなかった。

齧歯類とコウモリ:小さな驚き

チロプテラ(コウモリ)や齧歯類(齧歯目)のような小さい目のグループでは、SSDはAREの数と正の関連があった。でも、彼らは大きい哺乳類のようにレンシュの法則には従わなかったんだ。面白いことに、ミョウモルフの齧歯類(特定の種類のネズミやラットのこと)はAREが爆発的に増えてたんだ。彼らは非ミョウモルフの親戚よりも性別間のサイズの違いが大きかった。

小さな動物の間でサイズの違いをもたらす異なる遺伝子の役割を考えると、本当に面白いよね。研究者たちは、齧歯類でテストした遺伝子の78%がSSDに正の影響を持っていることを発見したんだ。それだけ多くの遺伝子が協力して、オスとメスのサイズを異ならせるために働いてるってことだね!

大きな種についてはどうなの?

さて、犬や霊長類のような大きな種では、サイズの違いとAREやEREの存在の間に相関は見られなかった。これらの哺乳類はレンシュの法則に厳格に従ってて、彼らのサイズの違いは全体の体の大きさが増すにつれて増えていくんだ。だから、たとえ彼らが大きくても、サイズの違いの背後にある秘密は小さな生物のそれとは違うようだね。

二つの戦略の物語

これらすべては何を示唆してるの?異なる種がサイズの違いに対処するための異なる戦略を持つことを示してるんだ。小さい種は、限られた時間の中でサイズの違いを手に入れるためにホルモン信号に依存してるみたい。一方で、大きい種はこれらのホルモン信号にそこまで依存しないみたい。

研究の課題

これらのサイズの違いを理解するために、研究者たちは割と難しい状況に直面してる。特定のDNAモチーフが現れたからって、それが何か重要なことをしているとは限らない。ホルモンの結合部位はDNAの構造みたいな多くの要因によって影響を受けることもあるんだ。

場合によっては、ホルモンがサイズに対して逆の効果を持ってることもある。特定の種の状況によって、同じホルモンが異なる結果を生むことがある。この複雑さが、点と点を繋げるのをさらに難しくしてるんだ。

それは全て何を意味するの?

最終的に、研究者たちは様々な動物種がどのようにサイズを発展させるのかという大きな物語をつなぎ合わせてるんだ。結果は、性別間の体の大きさに関する深い進化的な対立を示唆してる。片方の性がもう片方より大きい種では、競争と選択圧が続いてるかもしれない。

大きな種は、遅くて安定したプロセスでサイズの違いを達成できる一方、小さな種はそれに追いつくためにちょっと頑張らなきゃいけない。彼らはサイズの違いを示すための即時の圧力に直面することが多く、その結果、寿命が短くなったり、成長のパターンが速くなったりすることがある。

大きさだけじゃない

大事なことに、サイズだけがこれらの影響を受けるわけじゃない。大きいとか小さいってことは、動物の繁殖の仕方から日々の生活に至るまで、さまざまなライフスタイル要因に影響を与えることがあるんだ。それぞれの動物の体は、いろんなルールや影響の下で動く複雑な機械で、これらのルールのニュアンスを理解することが、周りの生命の多様性を認識するのに役立つんだよ。

結論:サイズの違いの世界

性的サイズ二形性は、オスとメスの動物間の複雑な関係への窓を開いてくれる。ホルモン、遺伝子、寿命のバランスが、これらの違いがどのように現れるかに重要な役割を果たすんだ。

足元を走り回るちっちゃな齧歯類から彼らを見下ろす壮大な象まで、すべての動物には生物学と進化の道が絡み合った面白い物語がある。これらの物語を理解することで、地球上の生命の美しさや複雑さをもっと大切にできるんだ。

そして、もしかしたらいつの日か、動物界でサイズの違いがどう作られるのかの完璧なレシピを見つけることができるかもね。それまでは、SSDが私たちの世界にもたらす多様性や不思議を楽しめるってわけさ。

オリジナルソース

タイトル: Sexual size dimorphism correlates with the number of androgen response in mammals, but only in small-bodied species

概要: Sexual size dimorphism (SSD) is common throughout the animal kingdom. "Renschs Rule" was proposed nearly 80 years ago, named for the observation that the magnitude of SSD in male-larger species increased with average body size. Here we re-examine this trend across 268 mammalian species with full genome assemblies and annotations, and place the evolution of SSD in the context of androgen response elements or estrogen response elements, the DNA motifs to which sex hormone receptors bind. Hormone receptors provide intuitive mechanisms for sex-specific regulation of the genome and could greatly impact SSD. We find that the three relatively large-bodied lineages (orders Carnivora, Cetartiodactyla, and Primates) follow Renschs Rule, and SSD does not correlate with the number of receptor elements. In contrast, SSD in small-bodied lineages (Chiroptera and Rodentia) correlates with the number of androgen response elements, but SSD does not correlate with overall body size. One hypothesis to unify our observations is that small-bodied organisms like bats and rodents tend to reach peak reproductive fitness quickly and are more reliant on hormonal signaling to achieve SSD over relatively short time periods. Our study uncovers a previously unappreciated relationship between SSD, body size, and hormone signaling that likely varies in ways related to life history.

著者: Caleb R. Ghione, Matthew D. Dean

最終更新: 2024-12-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627341

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627341.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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