クロバエの性成熟に伴う皮膚炭化水素発現の主要な変化

Major Transitions in Cuticular Hydrocarbon Expression Coincide with Sexual Maturity in a Blowfly (Diptera: Calliphoridae).

• Nathan J Butterworth
• Falko P Drijfhout
• Phillip G Byrne
• Paul A Keller
• James F Wallman

抄録

多くの動物では、性的成熟の前に長い前産期があります。早すぎる交尾を避けるために、この時期に表現型の変化が起こるのが一般的で、それは生殖可能性の開始の合図となります。昆虫の中では、前再生産期は成虫の寿命の50％まで続く可能性がありますが、性的成熟の合図となる表現型の変化についてはほとんど知られていません。多くの昆虫では加齢とともに急速に変化することが知られているため、キューティキュラー炭化水素（CHC）などの接触フェロモンがこの役割を果たしている可能性がある。にもかかわらず、性成熟との関連でCHCの発達を調査した研究や、男女間のCHC発達の違いを考慮した研究はほとんどありませんでした。クロバエ（Diptera: Calliphoridae）は、CHCが年齢とともに急速に変化することが知られており、性行動において重要な役割を果たしている可能性が高いため、このような研究に理想的なシステムを提供しています。そこで、小型の毛虫クロバエ Chrysomya varipes を用いて、成虫クロバエの成熟過程で CHC に年齢および性差のある変化があるかどうかを調べた。その結果、以下のことが明らかになった。(1)CHCの発現の質的変化は性成熟の開始と一致しており、(2)CHCの発現の変化は雌の方が遅く、雌の方が再生産前の段階が長いことがわかった。また、この種は、昆虫における複雑なキューティキュラー炭化水素の発生過程を理解するための有用なモデルとなる可能性があることを示唆している。

In many animals, there is a prolonged pre-reproductive period prior to sexual maturity. To avoid premature mating attempts, it is common for phenotypic changes to occur during this period that signal the onset of reproductive viability. Among the insects, pre-reproductive phases can last for up to 50% of the adult lifespan, but little is known about the accompanying phenotypic changes that signal sexual maturity. Contact pheromones such as cuticular hydrocarbons (CHCs) may fulfil this role, as they are known to change rapidly with age in many insects. Despite this, few studies have investigated CHC development in the context of sexual maturity or considered differences in CHC development between sexes. The blowflies (Diptera: Calliphoridae) provide an ideal system for such studies because CHCs are known to change rapidly with age and likely play an important role in sexual behaviour. As such, using the small hairy maggot blowfly Chrysomya varipes, we investigate whether there are age- and sex-specific changes in CHCs over the course of adult blowfly maturation. We show that: (1) major qualitative transitions in CHC expression coincide with the onset of sexual maturity and (2) these changes occur more slowly in females - in line with their extended pre-reproductive phase. We suggest that CHCs may play an important role in signalling sexual maturity in the small hairy maggot blowfly and that this species will likely serve as a useful model for understanding the complex ontogeny of cuticular hydrocarbons in insects.