研究室内でのクマムシの飼育と生態

クマムシは体長1㎜未満の小さな生物である。陸生クマムシは体が乾燥しても乾眠という無代謝状態になり、高温、高圧など様々な極限環境下でも生存できる。乾眠の仕組みが明らかになれば、臓器や有機物の乾燥保存など医療や産業面への応用も期待される。このような不思議な特徴を備えているクマムシは、生態が謎に包まれており、さらに、実験室内での飼育が難しく、飼育法が確立されているのはごく一部である。そこで、本研究では大学内に生息するクマムシの調査、実験室内での飼育法の確立、野外で採取したクマムシの種同定を行った。

1. クマムシの採集と研究室内での飼育

大学構内のコケ・地衣類を取り水に半日浸けるか、ベールマン装置にかけた後、実体顕微鏡（図1）でクマムシを探した。採取したクマムシは寒天培地上で飼育を行った。白クマムシにはクロレラ、茶クマムシにはヒルガタワムシを餌として与え、恒温器内で飼育し、手作りのピッカーを用いて新たな培地に移しながら継代飼育した。

2. 茶クマムシの飼育検証

茶クマムシは見た目や食性、繁殖方法から、オニクマムシではないかと考えた。そこで飼育できているか検証として、オニクマムシの生活史を記した先行研究 (Suzuki, 2003) を参考に、毎日の体長測定、1回当たりの産卵数、産卵周期、孵化率を調べ、比較を行った。体長測定は、画像解析ソフトウェアのImageJを用いた。

3. クマムシのDNA抽出と遺伝子配列の解析

飼育しているクマムシの種同定を目的としてクマムシのDNA抽出を行った。Polymerase Chain Reaction (PCR)により特定の遺伝子領域を増幅した。PCR産物はアガロースゲル電気泳動を行った後、DNAを精製し、サンガーシークエンスによる塩基配列の決定を行った。

1. クマムシの採集と研究室内での飼育

大学構内13か所でコケ・地衣類を取り、クマムシを探した結果、10か所で採取することができた。種類としては白クマムシが7地点、茶クマムシが3地点で見つかった。採取したクマムシの顕微鏡写真を図2に示す。採取したクマムシは寒天培地上で1匹ずつ飼育した。白クマムシは1匹の飼育では繁殖せず、複数匹で飼育したところ卵が観察でき、数も増えた(図3左)。そのため、このクマムシは有性生殖で繁殖する種であると考えられる。一方茶クマムシは1匹のみの飼育で脱皮殻の中に産卵するところを観察できたため、単為生殖で繁殖する種であると分かった(図3右)。

2. 茶クマムシの飼育検証

採取した茶クマムシは見た目や食性、繁殖方法からオニクマムシではないかと考えた。そこで飼育できているか検証するために、オニクマムシの生活史を記した先行研究 (Suzuki, 2003) と比較を行った。茶クマムシは同一腹由来の17個体を対象に孵化から死に至るまでの一生を観察した。孵化してから最初と２回目の脱皮は4日間隔で起きていた。産卵は3回目の脱皮から始まり、4～10日間隔で起きていた。17個体の内、最も寿命の長い個体は85日間生存した。次に、Suzuki(2003)のオニクマムシと本実験の茶クマムシの1回あたりの平均産卵数の比較を行った。Suzuki(2003)では16匹のうち14匹が産卵し、合計産卵数336個、1回の平均産卵数は7個であった。一方、本実験では17匹のうち16匹産卵し、合計産卵数1011個、1回の平均産卵数は12個であり、本実験の方が1回あたりの産卵数が5個多い結果となった。

2-1．体長変化

茶クマムシの成長過程を調べることを目的とし、体長測定を行った。図4より、孵化から10日頃までに大きく体長が変化し、最も大きい個体は850µm程に成長した。Suzuki(2003)の結果と比較すると、どちらも孵化から10日頃にかけて体長に大きな変化が見られた点は一致していた。しかし、最も大きい個体のサイズについてはSuzuki(2003)では700µm程であり、本実験の結果と150µmの差が見られた。

2-2 孵化率

観察対象の17匹が生んだ卵122個を対象に産卵から孵化までの日数を調べた結果、120個が孵化したため孵化率は98.4％となった。孵化は産卵から6日目と10～15日頃に多くなっていることが分かった。Suzuki(2003)の結果と比較すると、産卵から10~15日あたりで孵化数が増えている点は類似しているが、産卵から6日目の孵化率については、Suzuki(2003)では孵化数が約5個に対して、本実験では25個を超えており、大きな差が見られた。また、孵化率は本実験では98.4％、Suzuki(2003)では77.2％と孵化率にも大きな差が見られた。このような差が見られた要因としては、産卵時の親の栄養状態が本実験の方が良かった。

3. クマムシのDNA抽出と遺伝子配列の解析

飼育しているクマムシの種同定を行うことを目的として、大学構内の2地点で採取したオニクマムシのDNAを抽出し、PCRを行い、ある特定の遺伝子領域を増幅した。PCR産物をアガロースゲル電気泳動にかけて精製し、サンガーシークエンスにより塩基配列の決定を行った。いくつかのPCR産物の配列を明らかにすることができ、その解析を進めている。

身近な大学構内からでも、多くのクマムシを採取することができた。白クマムシと茶クマムシは研究室内で飼育をすることに成功した。「茶クマムシはオニクマムシと考えられ、先行研究と比較したところ、いくつか違いがみられた。」これが生まれた原因として、①クマムシの栄養状態の違い、②見た目は似ているが実は違う種である、の可能性が考えられる。クマムシの種同定を行うには、詳細な体の構造の観察と、DNA配列を調べることが必須であり、更なる調査が必要である。