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植食性昆虫オトシブミによる葉の巻き上げ行動に着目した切れ込み葉の適応進化過程

Research Project

Project/Area Number 18J12748
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

樋口 裕美子  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords植物ー昆虫相互作用 / 葉形 / ヤマハッカ属 / オトシブミ / 抵抗性 / 行動
Outline of Annual Research Achievements

葉の形が生物間相互作用においてどのように作用しているか明らかにするため、シソ科ヤマハッカ属の葉の形が、産卵の際に葉を複雑に加工する植食性昆虫ムツモンオトシブミの寄主利用に与える影響を調べた。昨年度の研究から、ムツモンオトシブミに対し、ヤマハッカ属の1種ハクサンカメバヒキオコシ(以下ハクサン)の切れ込んだ葉形がメスによる葉の加工を阻害することがわかった。そこで、本年度は葉形による抵抗性機構の詳細とその進化的背景についての知見を得ることを試みた。
まず、メスの加工行動のどの段階で切れ込んだ葉形が忌避されるのか、昨年度に引き続き葉に切れ込みのない同属のクロバナヒキオコシ(以下クロバナ)での加工行動と比較して検討した。メスはどちらの種でも同様に踏査を行ったが、葉の裁断に至る個体の割合はハクサンで低くなった。また、切れ込みを埋める処理をしたハクサンの葉では踏査した全てのメスが葉の裁断に至った。以上より、切れ込んだハクサンの葉形は主に踏査成功率を下げることにより揺籃作成を妨げていることが定量的に確認できた。
次に、ハクサンとクロバナが同所的に生育する複数群落において、両種の揺籃による葉の損失量と地上部の成長特性を比較した。揺籃による葉損失量はハクサンよりクロバナで大きかったが、他の昆虫による総摂食量と比べると少なかった。クロバナはハクサンよりも高い地上部の成長量を示し、揺籃の有無は次月以降のクロバナの葉数に負の影響を及ぼさなかった。以上より、揺籃形成がクロバナの生育に与える影響は限定的であると考えられた。ハクサンの切れ込んだ葉形がオトシブミに対する防衛として進化してきたかは不明だが、クロバナでは高い成長特性が揺籃による葉損失を軽減している一方、成長量の小さいハクサンでは、葉に切れ込みがなければ揺籃による葉損失による影響はクロバナより大きいかもしれない。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Leaf shape deters plant processing by an herbivorous weevil2019

    • Author(s)
      Higuchi Y, Kawakita A
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 5 Issue: 9 Pages: 959-964

    • DOI

      10.1038/s41477-019-0505-x

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Leaf lobation acts as a deterrent against a leaf-processing herbivore2019

    • Author(s)
      Yumiko Higuchi, Atsushi Kawakita
    • Organizer
      43rd New Phytologist Symposium "Interaction networks and trait evolution"
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 葉を産卵加工する甲虫オトシブミに対する葉の切れ込みによる抵抗性2019

    • Author(s)
      樋口裕美子, 川北篤
    • Organizer
      MIMS 現象数理学拠点 共同研究集会, 自然界の多様な形態およびパターン形成―その統合的理解に向けて
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Does leaf lobation on a host plant inhibit cradle formation of a leaf-rolling weevil?2019

    • Author(s)
      Yumiko Higuchi, Atsushi Kawakita
    • Organizer
      Symposium of Integrative Biology: Biodiversity in Asia
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 葉のかたちと植食者:葉の切れ込みはオトシブミの揺籃づくりを妨げるか?2019

    • Author(s)
      樋口裕美子、川北篤
    • Organizer
      第66回日本生態学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 寄主植物の葉の切れ込みはムツモンオトシブミの揺籃形成を阻害するか?2018

    • Author(s)
      樋口裕美子、川北篤
    • Organizer
      日本甲虫学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究成果:葉のかたちがオトシブミの葉の加工を妨げることを発見

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/190903_1.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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