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Insular woodiness revisited: How liana evolved into big tree on oceanic island?

Research Project

Project/Area Number 22K06378
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research InstitutionOkinawa National College of Technology

Principal Investigator

渡邊 謙太  沖縄工業高等専門学校, 技術支援室, 技術専門職員 (50510111)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsつる性 / 島嶼生物学 / island syndrome / ハワイ諸島 / 樹木化 / island syndrome 島嶼シンドローム / insular woodiness 樹木化 / liana つる性植物 / Gynochthodes ハナガサノキ属 / island dioecism 雌雄異株性
Outline of Research at the Start

つる植物が自立する高木へと進化した例はほとんど知られていない。しかし、ハワイ諸島の固有種アカネ科のGynochthodes trimera が、つる性の同属としては異例の自立する高木(14 m)となることがわかってきた。本種は島という環境下で、つる性から高木へと進化した可能性がある。さらに、本種は両全性とされているが、実際には雌雄異株である可能性もわかってきた。
本研究では、島におけるつる性植物の高木への進化と雌雄異株化の解明を目的とする。
具体的には、G. trimera がハワイ諸島内において、つる性から自立性の高木に、両全性から雌雄異株に進化したとの仮説を検証し、その過程の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

つる植物が自立する高木へと進化した例はあまり多くは知られていない。しかし、ハワイ諸島の固有種アカネ科ハナガサノキ属のGynochthodes trimera は、つる性の同属としては異例の自立する高木(14 m)となることに気がついた。本種は島という環境下で、つる性から高木へと進化した可能性がある。さらに、本種は両性花(両全性)とされているが、実際には雌雄異株(雄株+雌株)である可能性もわかってきた。
本研究では、島におけるつる性植物の高木への進化と雌雄異株化の解明を目的とする。具体的には、G. trimera がハワイ諸島内において、つる性から自立性の高木に、両全性から雌雄異株に進化したとの仮説を検証し、その過程の解明を目指す。そのために、
1)G. trimera の自立した樹木としての実態、2)G. trimera の雌雄性、3)G. trimeraと近縁種を含めたハナガサノキ属全体の系統関係 の3点を明らかにし、G. trimera に見られる樹木性と雌雄性がいつどのような過程で進化したのかを検証する。
このうち、2年目である本年度は、研究者が台湾に派遣されていたためハワイに渡航できなかったこともあり、主に琉球列島と台湾に分布する近縁種であるハナガサノキのツルとしての特徴、並びに性表現の確認をおこなった。また、以前のフィールド調査で取得したハワイのG. trimera の生態的情報を整理し、解析した。さらに、一部のハワイのサンプル、さらには、ニューカレドニアに分布する近縁種の乾燥葉サンプルからDNAを抽出し、系統解析を進めている。またニューカレドニアの種については、実際に現地調査を実施し、現地の共同研究者から必要な追加情報を得ている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2年目である本年度は、研究代表者が台湾における在外研究にでていた影響によりハワイに渡航できなかったこともあり、主に琉球列島と台湾に分布する近縁種であるハナガサノキのツルとしての特徴、並びに性表現の確認をおこなった。また、以前のフィールド調査で取得したハワイのG. trimera の生態的情報を整理し、解析した。さらに、一部のハワイのサンプル、さらには、ニューカレドニアに分布する近縁種の乾燥葉サンプルからDNAを抽出し、系統解析を進めている。
しかし、ハワイ諸島における追加調査データの取得ができていないため、当初の予定よりは大幅に遅れている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、ハワイ諸島において、実際にG. trimeraの生態的調査を進める。次にニューカレドニア島の近縁種のDNAサンプリングと生育形状の確認を行う。さらに、DNAによる系統解析と祖先形質の推定を行う予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] Instituto de Productos Naturales/Institut Mediterrani d’Estaudis Avanats/University of La Laguna(スペイン)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Coimbra(ポルトガル)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Copenhagen, Copenhagen(デンマーク)

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      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Penn State University/Virginia Tech/University of Hawaii(米国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] University of Auckland/University of Canterbury(ニュージーランド)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research]

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] A Review on the State of the Art in Frugivory and Seed Dispersal on Islands and the Implications of Global Change2024

    • Author(s)
      Nogales Manuel、McConkey Kim R.、Carlo Tom?s A.、Wotton Debra M.、Bellingham Peter J.、Traveset Anna、Gonz?lez-Castro Aar?n、Heleno Ruben、Watanabe Kenta、Ando Haruko、Rogers Haldre、Heinen Julia H.、Drake Donald R.
    • Journal Title

      The Botanical Review

      Volume: non Issue: 2 Pages: 1-26

    • DOI

      10.1007/s12229-023-09296-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fecal DNA analysis coupled with the sighting records re-expanded a known distribution of dugongs in Ryukyu Islands after half a century2024

    • Author(s)
      Ozawa Hiroyuki、Yoshihama Takahiro、Gishitomi Shogo、Watanabe Natsuki、Ichikawa Kotaro、Sato Keiichi、Watanabe Kenta、Takano Katsuhiko、Ochiai Yosuke、Yamanaka Hiroki、Maruyama Atsushi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14-7957 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-024-58674-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 日本から発信する島嶼生物学5-dispersal ecologyー(自由集会W10)2024

    • Author(s)
      安藤温子,渡邊謙太, 阿部晴恵, 水澤玲子, 平岩将良
    • Organizer
      日本生態学会(第71回大会)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 古くて新しい島の生物学.動植物の織りなす物語を読み解く2023

    • Author(s)
      渡邊謙太,平岩将良,水澤玲子, 阿部晴恵, 安藤温子, 丑丸敦史
    • Organizer
      和文誌シンポジウム 種生物学会(第55回大会)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Heterostyly in the Japanese islands2023

    • Author(s)
      Kenta Watanabe
    • Organizer
      Island Biology 2023, Ecological and Evolutionary Processes on Real and Habitat Islands, Lipari, Italy
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Introductions outweigh extinctions in shifting seed dispersal potential across 111 island plant-frugivore communities worldwide2023

    • Author(s)
      J.H. Heinen, D.R. Drake, K. McConkey, J.P. Hume, S. Albert, H. Ando, C. Aslan, C. Baider, P. Bellingham, S.B. Case, C.G.,Chimera, F.B.V. Florens, E. Fricke, A.M. Gawel, A. Gonzalez-Castro, R. Heleno, S. Hervias-Parejo, A. Hruska, C.T. Imada,M. Nogales, H. Rogers, B. Rumeu, K. Watanabe,et al.
    • Organizer
      Island Biology 2023, Ecological and Evolutionary Processes on Real and Habitat Islands, Lipari, Italy
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-species phylogeography and genetic diversity of flora in the Ryukyu Islands, Japan2023

    • Author(s)
      Y. Suyama, M. Motomiya, D. Takahashi, S. Tagane, A. Naiki, K. Watanabe
    • Organizer
      Island Biology 2023, Ecological and Evolutionary Processes on Real and Habitat Islands, Lipari, Italy
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Professor Ohashi and his significant contributions to plant taxonomy in Taiwan2023

    • Author(s)
      Yuan-Hao Chen, Kenta Watanabe and Aleck Yang
    • Organizer
      International Symposium on Plant Diversity and Climate Change & 2023 Annual Meeting of Taiwan Society of Plant Systematics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Animals shape flowers on islands2023

    • Author(s)
      Kenta Watanabe
    • Organizer
      Symposium: Biotic interactions and agroecology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日本の島嶼における植物の自殖と他殖.日本から発信する島嶼生物学4-island syndrome(植物編)-2023

    • Author(s)
      渡邊謙太,水澤玲子
    • Organizer
      日本生態学会(第70回大会)(自由集会W01)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日本から発信する島嶼生物学4-island syndrome(植物編)-2023

    • Author(s)
      平岩将良, 渡邊謙太, 水澤玲子, 阿部晴恵, 安藤温子, 丑丸敦史
    • Organizer
      日本生態学会(第70回大会)(自由集会W01)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 琉球列島におけるシラタマカズラの遺伝的集団構造の解明2022

    • Author(s)
      儀武滉大,渡邊謙太,Chien-Fan Chen,井口 亮
    • Organizer
      沖縄生物学会(第59回大会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 琉球列島産ボチョウジ属近縁2種の土壌適応と遺伝子発現パターン2022

    • Author(s)
      儀武滉大, 渡邊謙太, 井口亮
    • Organizer
      種生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Frugivory can be explained by latitude and island size2022

    • Author(s)
      Mauro Galetti, Fernando Cesar Goncalves Bonfim, Seokmin Kim, Fabio Tarazona, Jaqueline Ballantyne, Las Rodrigues, Sofany Montoya, Jefferson Bugoni, Juliana Cordeiro, Bo Dalsgaard, Max Vollsadt, Fernando Goncalves, Hannah Madden, Kenta Watanabe, Haruko Ando
    • Organizer
      the Birds of Caribbean Conference, Trinidado
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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