| Project/Area Number |
19K06834
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
大橋 一晴 筑波大学, 生命環境系, 講師 (70400645)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 種間関係 / 進化生態 / 行動生態 |
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| Outline of Research at the Start |
多くの花は繁殖失敗のリスクを避けるため、多様な動物を花粉の運搬に利用する。しかし、異なる送粉動物は形態や行動の差が大きいため、トレードオフによる送受粉効率の低下を引き起こすはずである。だとしたら、多様な送粉動物の利用は、安全確保のために送受粉の効率を犠牲にする「妥協策」にすぎないのだろうか？ 本研究は、送粉動物間のトレードオフが不可避な現象ではなく、花の形質をいくつか組み合わせたときに得られる共同効果によって、しばしば進化的に解消されている可能性に注目する。とくに３つの形質セットに焦点を絞り、トレードオフの解消による多様なパートナーへの適応という視点から、花の多様性と進化を捉え直す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
トレードオフ緩和を介した花の形質進化に関する一連の研究で、4つの成果を上げた。1) 広く信じられてきた定説「左右対称花は動物の訪花姿勢を安定させ受粉の精度を高める」は誤りであり、動物の訪花姿勢の安定は、左右対称花の大部分が横向きに咲くために起こることを実証した成果を、実験を主導した学生を筆頭著者とする原著論文として国際誌に発表した。2) 多くの分類群でくり返し進化した「密集花序」が、多様な訪花昆虫を同時利用するためのトレードオフ緩和戦略であるとの仮説を、昨年度に引き続き、ハナウドの野生集団で検証し、花が密集していると、長い口吻をもつ昆虫も花間を歩いて移動し、腹面が柱頭や葯に触れやすくなることを再確認した。また、同じく密集花序をもつソバを用いた圃場実験で、花を間引きすると花粉が周囲の柱頭に運ばれにくくなることを、異なる色の量子ドットで花粉を染色・追跡する実験で明らかにした。この成果は、実験を主導した大学院生が2つの国内学会で発表し、うち1つの学会でポスター賞を受賞した。3) 訪花昆虫が示す「定花性」が、従来言われてきたような、訪花対象の切替えにともなう認知コストの単純な帰結ではなく、定花性に伴う飛行コストとのバランスで決まる最適採餌戦略であり、植物種の混合度と共に大きく変動することを、クロマルハナバチの室内実験で示した。この結果は、花色の種間差が定花性を促進するのは、他種と混じりあって咲く場合にかぎられることを意味する。この成果は、実験を主導した大学院生を筆頭著者とする原著論文にまとめて国際誌とプレプリントに投稿し、さらに2つの国内学会でも発表した。4) 被子植物で広くみられる蜜標が、訪花動物を誘引するための広告＝大きな花弁とそれに伴う採餌効率の低下＝蜜までの到達時間の増大というトレードオフを解消するための花の戦略であることを、クロマルハナバチを用いた室内実験で明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
トレードオフ緩和がもたらす花の形質進化というアイデアを軸に展開した4つの研究プロジェクトから、いずれも論文発表につながる興味深い手がかりを得た（うち1つは国際誌に掲載済、もう1つも投稿中）。また、今年度から開始した課題研究に関わる別のプロジェクト（花粉付着部位の限定が異種間花粉移動に及ぼす影響に関する野外研究）では、理論の予測を初めて定量的に示すことに成功した。この成果を補強するため、さらに翌年度に延長して調査を継続することにした（延長申請の主な理由）。このようなスピーディな研究展開は、当初想定していたよりも多くの大学院生がプロジェクトに参加し、精力的に取り組んでいることに起因しており、翌年度もさらなる発展が期待される。このような状況を踏まえ、本プロジェクトは「当初の計画以上に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度から開始した、課題研究に関わる新たなプロジェクト（菅平高原における野外実験）において、花粉付着部位の限定が異種の柱頭への花粉の付着しやすさに及ぼす影響について、理論の予測を初めて定量的に示す有力な結果を得た。この成果を補強するため、補助事業期間を延長し、翌年度には柱頭付着部位の限定が異種花粉の受取りやすさに及ぼす影響について、野外実験をおこなう予定である。
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