南極大陸で新たに発見された内寄生性腹足類の放射と小惑星宿主との共進化

A newly discovered radiation of endoparasitic gastropods and their coevolution with asteroid hosts in Antarctica.

• Kara K S Layton
• Greg W Rouse
• Nerida G Wilson

抄録

背景:

海洋無脊椎動物は南極大陸の大陸棚に豊富で多様性に富んでいるが、寄生虫についてはほとんど知られていない。内寄生虫は、その同定に問題となる高度に改変された体形を持つことが多いため、特に研究が進んでいない。オイリム科オイリム属の内寄生性腹足類であるアステロフィラは、小惑星の海星の腕や中央円盤に嚢胞を形成している。現在、この属には4種が知られており、そのうちの1種は南極半島から報告されている（A. perknasteri）。本研究では、分子・形態学的データを用いて、南極におけるキク科植物の多様性を調査し、宿主と寄生虫の共系統的なパターンを探る。

BACKGROUND: Marine invertebrates are abundant and diverse on the continental shelf in Antarctica, but little is known about their parasitic counterparts. Endoparasites are especially understudied because they often possess highly modified body plans that pose problems for their identification. Asterophila, a genus of endoparasitic gastropod in the family Eulimidae, forms cysts in the arms and central discs of asteroid sea stars. There are currently four known species in this genus, one of which has been described from the Antarctic Peninsula (A. perknasteri). This study employs molecular and morphological data to investigate the diversity of Asterophila in Antarctica and explore cophylogenetic patterns between host and parasite.

結果:

キク科植物の最尤系統学とそれに続く種の限定分析を行ったところ、9種の種が発見され、そのうち8種は新たに発見されたものである。ほとんどのキク科の種は単一の宿主から発見されたが、4種は1種または2種の近縁種からなる複数の宿主から発見され、宿主利用の系統的保存性を示した。距離ベースの共系統解析とイベントベースの共系統解析の両方で、この系統における共進化の強いシグナルを明らかにしたが、ほとんどの関連は非産卵イベントによって説明された。

RESULTS: A maximum-likelihood phylogeny of Asterophila and subsequent species-delimitation analysis uncovered nine well-supported putative species, eight of which are new to science. Most Asterophila species were found on a single host species, but four species were found on multiple hosts from one or two closely related genera, showing phylogenetic conservatism of host use. Both distance-based and event-based cophylogenetic analyses uncovered a strong signal of coevolution in this system, but most associations were explained by non-cospeciation events.

DISCUSSION:

アスタロフィラとその小惑星宿主における複製と宿主交代の有病率は、義務的な内寄生系においても同期進化は稀であることを示唆している。スコシア弧周辺のアスタロフィラの分布が明らかに限定されているのは、その地域でのサンプリングが集中していることと、明らかな感染症の有病率が低いことに起因すると考えられる。世界規模での寄生虫の豊富さ、宿主の多様化促進における寄生虫の役割、そして共存による損失の脅威を考えると、今後の研究では脆弱な生態系における寄生虫の多様性と共進化の調査を継続して行うべきである。

DISCUSSION: The prevalence of duplication and host-switching events in Asterophila and its asteroid hosts suggests that synchronous evolution may be rare even in obligate endoparasitic systems. The apparent restricted distribution of Asterophila from around the Scotia Arc may be an artefact of concentrated sampling in the area and a low obvious prevalence of infection. Given the richness of parasites on a global scale, their role in promoting host diversification, and the threat of their loss through coextinction, future work should continue to investigate parasite diversity and coevolution in vulnerable ecosystems.