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Integr. Comp. Biol..2020 Jul;icaa095. doi: 10.1093/icb/icaa095.Epub 2020-07-03.

季節的繁殖の門番としてのメス:男女の生殖メカニズムを研究することでわかること

Females as the gatekeepers to seasonal breeding: what we can learn by studying reproductive mechanisms in both sexes.

  • Abigail A Kimmitt
PMID: 32617554 DOI: 10.1093/icb/icaa095.

抄録

脊椎動物の季節的繁殖は、資源の豊富さのピークに合わせて個体が繁殖のタイミングを合わせるという、脊椎動物に広く見られる適応である。繁殖のタイミングを支配するホルモン機構を調節するために、個体は環境の合図に依存しています。これまで、鳥類を中心とした季節性生殖の生理的メカニズムに関する研究は、雌よりも雄に偏って行われてきました。本レビューでは、過去10年間の鳥類研究の文献検索を行った結果、季節性生殖の生理学的メカニズムの分野では性の偏りが根強く存在していることを発見した。そこで、この性の偏りに対抗するために考えられる解決策として、生殖時期の異なる個体群を自然比較し、男女の生殖メカニズムを調べる方法を紹介する。移動行動(移動行動と定住行動)が異なるダークアイドジャンコの個体群は、冬から早春にかけて重複する範囲を示し、定住行動は移動行動の出発に先立って早春に繁殖を開始する。このシステムは、春先の環境条件が同じであるにもかかわらず、繁殖時期が異なる個体群の繁殖メカニズムを比較する機会を提供しています。このように、春先の生殖の時期には、移住者と居住者の雌と雄では視床下部の生殖調節のパターンが類似しているが、個体群間の生殖腺感受性の性差が、生殖発達の性差を部分的に説明する重要な区別である可能性がある。自由に生きている個体群と飼育下での生殖のメカニズムを比較することで、生殖発生の開始を決定する重要なメカニズムや、これらのメカニズムにおける潜在的な性差を明らかにすることができる。生殖表現学のメカニズムを理解することは、気候の変化の中で種がどのように生き残り、繁殖していくかを理解する上で重要な意味を持つ。

Seasonal reproduction is a widespread adaptation in vertebrates, such that individuals time their reproductive efforts to match peak resource abundance. Individuals rely on environmental cues to regulate hormonal mechanisms governing timing of breeding. Historically, studies on physiological mechanisms of seasonal reproduction, specifically in birds, have disproportionately focused on males compared to females. For this review, I conducted a literature search of the last decade of avian research and found a persistent sex bias in the field of physiological mechanisms of seasonal reproduction. Using work conducted with the dark-eyed junco (Junco hyemalis) as a case study, I present a possible solution to combat the sex bias: natural comparisons of populations that differ in reproductive timing to investigate mechanisms of reproduction in both sexes. Populations of dark-eyed juncos that differ in migratory behavior (i.e., migrant and resident) exhibit overlapping ranges during winter and early spring; residents begin breeding in early spring prior to the departure of migrants. This system, and others like it, provides an opportunity to compare mechanisms of reproduction in populations that differ in reproductive timing despite experiencing the same environmental conditions in early spring. In juncos, migrant and resident females and males exhibit similar patterns of hypothalamic regulation of reproduction in early spring, but sex differences in gonadal sensitivity between the populations could be an important distinction that partially explains sex differences in reproductive development. Comparing mechanisms of reproduction in free-living populations and in captivity can reveal important mechanisms that determine the onset of reproductive development, as well as potential sex differences in these mechanisms. Understanding the mechanisms of reproductive phenology has important implications for understanding how species will survive and reproduce in a changing climate.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology. All rights reserved. For permissions please email: journals.permissions@oup.com.