ボルバキアは、高度に近交系のキイロショウジョウバエの熱嗜好性に対して微妙な影響を及ぼしますが、これはライフステージや環境条件によって異なります。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13792 (2023) この記事を引用

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生理学的手段で体温を調節できない外温動物にとって、温度変動は困難であり、行動によって熱環境を調整する必要があります。 しかし、微生物の共生生物がその生理機能を調節することによって外温動物の熱選好性（Tp）に影響を与えるかどうかについては、まだほとんどわかっていません。 いくつかの最近の研究では、さまざまなショウジョウバエ種の宿主 Tp に対するボルバキア感染の実質的な影響が実証されています。 これらのデータは、熱選好性の変動の方向と強さは宿主と共生生物の遺伝子型に強く依存しており、研究ごとに大きく異なることを示しています。 高度に制御された実験を採用することで、キイロショウジョウバエの成体における Tp 測定に影響を与える可能性のある、湿度、食品の品質、光への曝露、実験設定などのいくつかの環境要因の影響を調査しました。 さらに、これまでに行われたことのない、さまざまな発生段階におけるショウジョウバエの Tp に対するボルバキア感染の影響を評価しました。 我々は、宿主のTpに対するボルバキアのわずかな影響のみを発見しました。これは、成体の実験変動によって強く影響を受けますが、幼体の段階ではそうではありません。 私たちの綿密な分析は、環境変動が Tp に大きな影響を与えることを示しており、これは、行動研究を実施するために使用される方法と装置の徹底的な説明とともに、慎重な実験計画と Tp 測定の慎重な解釈の必要性を示しています。

温度は多くの生理学的プロセスを調節し、あらゆる生物の発育、生存、生殖に直接影響を与えます1,2。 外温動物は生理学的手段によって体温を調節する能力に欠けており、特に温度変化の影響を受けます3。 したがって、その体温調節は行動によって媒介されることが多く 4 (Stevenson、1985)、そのため外温動物は生存し繁殖するために最適な熱条件に近い環境ニッチを占有する傾向があります。 すべての生物は温度選好性 (Tp) を示します。これは、他の生態学的制約がない場合に選択される好ましい体温または温度範囲です5。 ただし、Tp の推定値は決して絶対的なものではなく、生態学的要因、さらには共生生物との相互作用によって強く影響される可能性があります。 たとえば、内温動物は、感染因子の熱最適条件外で体温を生理学的に上昇させることで、細菌やウイルスの感染と発熱で対抗します。 いくつかの研究では、変温動物も Tp6、7、8、9、10、11 を変化させることによって同様の行動戦略を採用していることが示されています。 たとえば、コオロギは病原菌 Serratia marcescens に感染すると積極的に高い体温を求め、病原体感染に反応して発熱するのと同様の生理学的影響を与える可能性があります 12。 しかし、逆の行動、つまり行動的寒気も、例えばショウジョウバエの病原体と戦うメカニズムとして変温動物で報告されている13。

特に、最近の 3 つの研究では、細菌内部共生生物ボルバキアに感染したキイロショウジョウバエの熱挙動の変化を調査しました 14、15、16。 これらの研究のうち 2 つは、ボルバキアの変異種に応じて、感染したハエが非感染のハエよりも低い温度を選択することを発見しました 14,15。 このような行動反応は、一般的なパターンではなく、おそらく環境条件や実験条件によって強く影響される16が、これらの発見は、宿主が共生生物の最適な生理学的範囲外の周囲温度を選択することによって、高力価感染の有害な影響を軽減できることを示唆している可能性があります。 しかし、そのような行動パターンが成人に限定されるのか、それとも青少年のライフステージにも見られるのかは不明のままです。 幼若期に大きな障害があれば、成虫の生存と繁殖の可能性が大幅に低下する可能性があるため、発育に最適な温度を見つけることは非常に重要です17。 したがって、宿主のこの生涯段階で熱選好を操作することは、宿主発生の初期段階で熱環境を「設定」することによって、微生物共生生物にとっては危険ではあるものの有益である可能性がある。 しかし、私たちの知る限り、幼若期のショウジョウバエの Tp に対するボルバキアの影響を調査した研究はまだありません。