爬虫類の胚による行動的体温調節は孵化の成功と同調を促進する

Communications Biology volume 6、記事番号: 848 (2023) この記事を引用

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爬虫類の胚は最適な温度条件を求めて卵内を移動することができ、これは胚が単に卵内で受動的な占有者であるという従来の仮定を覆すものである。 しかし、この体温調節行動の適応的重要性については、依然として議論の余地があるトピックです。 今回我々は、カメの胚による行動的な体温調節により、抱卵期間が短縮され、危険な環境にさらされる期間が短縮される可能性があり、致死的な高温による卵死亡率が減少し、捕食リスクが軽減される同期孵化が可能であることを実証する。 私たちの研究は、カメの胚による行動的体温調節が適応的であるという経験的証拠を提供します。

胚発生後の生活段階の挙動については十分に文書化されているが、胚の挙動の複雑さと適応的重要性は過小評価され、研究もされていない1、2、3。 胚は従来、環境に対して受動的であると考えられていましたが、胚が環境の変化に応じて行動的および生理学的に調整できることを示す証拠が増えています1。 胚の行動に関する印象的な事例の 1 つは、卵生爬虫類の胚が適切な熱環境を求めて卵内を移動できるという観察です 4,5,6。 それにもかかわらず、胎児の体温調節行動の適応的重要性については依然として激しく議論されている7,8。 一部の著者は、胚の体温調節行動が子孫の生存能力を向上させると主張している4,7が、他の著者は、卵内の温度不均一性と胚の卵内での運動能力が限られていることを考慮すると、この行動は選択的に中立であると主張している8,9。 実際、胚の行動による体温調節は、比較的大きな卵 (例: カメ) では可能ですが、小さな卵 (例: トカゲ) では可能ではありません 6。

胚の行動的体温調節が適応的である場合、この行動により、体温調節の費用対効果モデルに照らして、胚は適応度を向上させる温熱環境を見つけることができるはずです10。 理論的には、胚による行動的体温調節は、次の経路を介して発育の成功を向上させる可能性があります4,11。 まず、行動的な体温調節により、胚は発育を促進する温熱環境を見つけることができる可能性がある。 第二に、行動的な体温調節により巣内の卵間の温度差が減少し、孵化が同期して捕食のリスクが軽減される可能性があります。 第三に、行動的な体温調節により、胚は致死的な極端な温度を回避できるようになり、それによって発育中の胚死亡率が低下する可能性がある。 これらの仮説を検証するために、我々は、温度変化を感知する一過性受容体電位チャネル（TRP）を薬理学的にブロックすることによって、半自然の巣における胚の体温調節行動を阻害し、抱卵期間、孵化の成功率、および孵化に対する胚の行動体温調節の影響を測定した12。中国のスッポン (Pelodiscus sinensis) の同調。 そうすることで、私たちはこの行動現象を最初に発見した種における胚の行動体温調節の適応的重要性を文書化することができました。

私たちはカプサゼピンを使用してカメの胚の体温調節行動を阻害しました11。 カプサゼピン自体が胚の発育や孵化した子の形質に影響を与えるかどうかをテストするために、30℃の一定温度の実験室で卵の孵化実験を実施しました。 したがって、胚による行動的な体温調節に利用できる温度勾配は存在しませんでした。 卵へのカプサゼピンの適用は、抱卵期間、抱卵期間の変動、孵化の成功、または甲羅の長さと幅、体重、立ち直り時間を含む孵化形質には影響を与えませんでした（表S1）。 さらに、卵間で孵化日が均一であることから、この種の孵化は同期していることが示唆されました（表S1）。 したがって、カプサゼピンは胚の発育や孵化したばかりの子の形質に影響を与えませんでした。