【概要】

研究の背景

　信州大学学術研究院・理学系の東城幸治教授と研究室の大学院生（総合理工学研究科 理学専攻の重田将之介氏）、東城研究室出身の小巻翔平博士（岩手医科大学）と鈴木智也博士（広島修道大学）で構成される研究グループは、互いに近縁な姉妹種で、以下に示すように、環境省や自治体レベルでの絶滅危惧種として扱われているトノサマガエルとダルマガエルの生息域や遺伝構造、それらの動態に関する長期的モニタリング結果を取りまとめ、この度、10年間（2010−2020年）での動態についてまとめた論文を、英国生態学会が刊行する進化生態学の専門誌 Ecology and Evolution に公表した。

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トノサマガエル Pelophylax nigromaculatus 環境省：準絶滅危惧、長野県：準絶滅危惧

トウキョウダルマガエル Pelophylax porosus porosus 環境省：準絶滅危惧、長野県：絶滅危惧II類

ナゴヤダルマガエル Pelophylax porosus brevipodus 環境省：絶滅危惧IB、長野県：絶滅危惧I類

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　信州は、これらのPelophylax属カエルの分布域が、互いに接したり、重なり合う興味深い地域であるが、これらのカエル本来の生息地である河川氾濫原の湿地的環境が激減してきたことを受け、現在は、いずれも絶滅危惧種として扱われている。氾濫原に代わり、これらのカエル類の代替生息地として利用されてきた水田についても、国の減反政策により、宅地や畑地への農地転換や、圃場整備事業、農業形態の画一化（代掻きや田植え、中干しの同調化や長期化）など、ハビタット（生息場）自体の減少による個体密度の低下や、繁殖時期の季節的な種差が縮小することによる種間交雑の進行が危惧されている。

　長野県内の松本盆地や伊那盆地では、1980年代から両種の分布域や種間交雑に関する調査研究が実施されてきた。2010年には、本研究グループの小巻博士が中心となり、松本・伊那両盆地の広域を対象に、松本盆地内14地点から119個体、伊那盆地内12地点から104個体のPelophylax属カエルを採取し、形態形質の評価と遺伝子解析（核DNA、ミトコンドリアDNA）を伴う、詳細かつ大々的な分布調査や交雑状況の調査研究を実施した（Komaki et al., 2012）。この先行研究では、1980年代から2010年までの30年間にわたる分布域の動態や、2010年当時の種間交雑の状況を報告している。

　本研究は、この2010年に実施した先行研究から10年が経過した2020年に同様の調査研究を実施し、2010年から2020年までの10年間での分布動態や種間交雑の推移を評価したものである。なお、今回の調査研究においては、重田氏が中心となり、現地調査や遺伝子解析を実施したものである。

研究方法

　先行研究（Komaki et al., 2012）による全ての調査地点を対象とし、さらに松本盆地の下流域にあたり、長野盆地へと繋がる犀川流域にも新たに２つの調査地点を設定した。また、伊那盆地の南部にも２つの調査地点を追加した。松本盆地（および犀川流域）内の16地点から165個体、伊那盆地内の14地点から129個体のPelophylax属カエルを採取し、形態形質の評価と遺伝子解析（核DNA、ミトコンドリアDNA）を実施した。

　形態形質については、両種の識別において有用な形質を評価するとともに、全ての解析個体について、体背面と体側面からの写真を撮影した。遺伝子解析については、核DNAのチロシナーゼ領域（747塩基）とミトコンドリアDNAのシトクロムb遺伝子（610塩基）を解析した。形態形質、核DNA、ミトコンドリアDNAの解析結果に齟齬がみられた場合には、当該個体を交雑系統として評価した。種間交雑により生まれた雑種第一代（F₁）のオスは不稔となる一方で、F₁メスは妊性があるため、いずれかの親種（あるいは交雑系統）のオスとの間での戻し交雑が可能となる。こうした戻し交雑を繰り返した交雑系統に関しては、今回の判定法では「交雑」系統ではなく、「純系」として評価されてしまう可能性があり、本研究の結果は、交雑系統の割合を過小評価している可能性がある。ただし、核DNAとミトコンドリアDNAによる種判別により「交雑」系統であると評価された個体については、間違いなく純系ではなく、過去に種間交雑を経験した系統であることから、交雑系統の割合を過大評価することはない。すなわち、本研究における目的の一つである、種間交雑の進行状況の把握や長期的なモニタリングにおいては、一定の評価が可能である。

【結果と考察】

松本盆地・伊那盆地における分布動態、および種間交雑動態

伊那盆地からトウキョウダルマガエル型DNAの検出

　また、伊那盆地のダルマガエルは、ナゴヤダルマガエル亜種だけが生息するとされ、トウキョウダルマガエル亜種が生息する松本盆地との間に、これら両亜種の分布境界が存在するとされるが、この研究では、伊那盆地内の３地点（地点No. 21, 27, 28）において、トウキョウダルマガエル型のDNA配列が検出された。かつて、これら両亜種の分布域が接した時期があり、その際に亜種間での遺伝子浸透が生じた名残りであるのかもしれないが、そうであれば伊那盆地の北部（松本盆地近く）においてこうした個体が検出されやすいはずであり、逆に松本盆地内でナゴヤダルマガエル型のDNAが検出されてもよさそうであるが、そうした傾向はみられない。地点No. 21は伊那盆地の北部であるが、No. 27, 28は最南部であることも不可解である。ダルマガエルよりも大型で、かつ移動力も大きなトノサマガエルとトウキョウダルマガエル間での種間交雑を経験した交雑系統による分散が起因している可能性も考えられる。実際に、トノサマガエル・オスとトウキョウダルマガエル・メス間での種間交雑が多く（逆に伊那盆地では、ナゴヤダルマガエル・オスとトノサマガエル・メスの組み合わせでの種間交雑が多い）、そうした交雑個体のメスがトノサマガエルとの戻し交雑を繰り返しながら分散した結果であるかもしれず、この課題については、今後、ゲノムワイドなSNPs解析などを通して詳細に検討したい。

松本盆地より下流域： 犀川流域、および長野盆地内での分布動態、種間交雑動態

　2010年の先行研究の段階で、松本盆地から犀川沿いに下った地点（No. 2の生坂村）において、純系のトノサマガエルが確認されていた。元来、犀川流域や、より下流域にあたる長野盆地はトウキョウダルマガエルだけが生息する地域と考えられてきたため、トノサマガエルや交雑系統のより下流域への分布拡大が危惧されたことで、2020年の調査では、さらに下流域の２地点（No. 29, 30, それぞれ長野市信州新町平水内と長野市大岡甲）を追加したところ、これら２地点からは純系のトノサマガエル（6/13個体）と交雑個体（7/13個体）だけが検出され、純系のトウキョウダルマガエルは確認されなかった。

　この結果を受けて、今回、論文発表した内容には含まれていないものの、2024年に長野盆地内で同様の調査を実施したところ、長野盆地内の２地点（長野市安茂里、長野市真島町川合）からトノサマガエル純系個体と交雑個体が確認された。長野市安茂里から採取された７個体のPelophylax属カエルのうち、５個体は純系トノサマガエルであり、残る２個体は交雑系統であった。また、長野市真島町川合で採取された４個体は全て交雑系統であった。このほか、長野盆地内広域を対象にした調査解析を実施したが、2024年段階でトノサマガエル型DNAが検出されたのは、犀川沿いの長野盆地の最上端部だけであった。ただし、犀川沿いに流下する方向での分散は起こりやすく、千曲川との合流地点のすぐ近くにまでトノサマガエル系統が分布している状況から、今後、注意深くモニタリングしていく必要がある。