バイオリサイクル-その基本的機構とバリエーション

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04304002
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 安部 琢哉 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (00045030)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 正彦 龍谷大学, 理工学部, 講師 (40183917) ; 山岡 郁雄 山口大学, 理学部, 教授 (30034705) ; 角田 邦夫 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (30127104) ; 山村 則男 佐賀医科大学, 医学部, 助教授 (70124815) ; 松本 忠夫 東京大学, 教養学部, 教授 (90106609)
• Keywords: バイオリサイクル / シロアリ / ルーメン動物 / C / Nバランス / 消化共生 / メタン細菌 / 空中窒素固定細菌

Research Abstract

1.バイオリサイクルの作用機講とその進化のモデル化
(1)植物遺体ををぼ完全に分解する「シロアリ一共生微生物」系における窒素固定細菌,メタン細菌,セルロースを分解する微生物の役割を,C/Nバランス機構と関連づけて理解するモデルを作成した.
(2)寄生関係にある2種が共生関係に進化する条件の1つが,お互いに相手の不要物を利用することであることを数理的に明らかにした.バイオリサイクルり,つまり腐食過程はこの条件を満たす典型的な例といえる.
(3)シロアリにおいて,不妊のワーカーがセパレートタイプのシロアリにのみ出現する理由について,先に提出した仮説を「C/Nバランス」から補強する理論を導いた.
(4)生物群集の栄養動態系におけるバイオリサイクルについて,植物生産者と分解者の間の「協同進化」がどのような条件のもとで,どのように進むかを扱える理論的枠組みを開発した.
2.シロアリとルーメン動物消化管における動物一微生物間,微生物間の相互作用機構
(1)ヤマトシロアリ属のコロニーの原生動物相の類似度に基づきクラスター分析を行なうとともにオオシロアリやコウシュンシロアリの原生動物相の解明を進めた.
(2)下等シロアリでは,メタン細菌は原生動物だけでなく,腸壁にも多数付着することを明らかにした.
(3)イエシロアリやヤマトシロアリの消化管に共生する原生動物のセルロースやヘミセルロース分解能を解明した.
(4)コウシュンシロアリの体を構成する窒素のうち,50%以上は空中窒素起源であることを窒素の安定同位体の分析から明らかにした.
(5)ヤギのin vitroルーメン共生系の細菌,原生動物及び真菌がセルロース分解に果たす役割を,坑細菌劑,坑原生動物劑,坑真菌劑を投与して調べ,原生動物の役割の大きいことを示した.

Research Products

• [Publications] Yamane,S,Abe,T&Yukawa.J: "Recolonigation of the Kltckataus by Hymenoptesa and Isoptera" Gao Journal. 28. 213-218 (1992)
• [Publications] Higashi,M.Abe,T&Burns,T.: "Carbon-nitrogen balance and termite ecology" Pro.R.Soc.London(B). 249. 303-308 (1992)
• [Publications] 安部 琢哉: "シロアリの結婚とその家族たち" ♂♀のはなし.虫(梅谷敏二編).技報堂出版. 32-40 (1992)
• [Publications] Higashi,M: "Tivphic nicbe of specri and trophic structuu of ecosystem:complementory perspecltes theogh network unfolding" J.theoruicil bialogy. 154. 57-76 (1992)
• [Publications] Higashi,M: "What detirmins the anemal qionp sige.insder-out sider conflect and it resolutin" The America Natusalist.
• [Publications] Higashi,M: "Net work trophc dynamics:the mode of evergy transfer and atilijatin in ecosystem" Ecologial Modelling.
• [Publications] Higashi,M: "Net work trophc dynamics:the tempo of evergy movemat and,avail abily in ecosystem" Ecologial Modeling.
• [Publications] Higashi,M: "Producer-de composer matchiy in a simple model ecosptem:a network coevoluily approaclt ecosystem organijatin" In:Depelapmnt of a unified pespectine in the organgati of commun tir and ecosyslins (Oak Pidge Natonil Lalochy).
• [Publications] Patten,B.C&Higashi,M: "Indirict effect in complex ecology II.The guanttatw Theory" In:Complex Ecology:The Pant-Whole relation in ecoruptens(Prentice Hall).
• [Publications] Patten,B.C&Higashi,M: "Net work trophc dynamics,the alpha and Omega of food wel organgatin" In:Conplex ecology:The Pant-whole relation in eonptins(Prentice Holl).
• [Publications] Higashi,M: "An extensin of niche theory for complex interalis" In:Mutualsticod the Organyatn of Natinal Communtis(Oxford Univ Press).
• [Publications] Yamamura,N: "Vertical transmission and evolntin of mutualisin from Prasitisin" The oretal Populutr Brolingy. (1993)
• [Publications] Yamamura,N: "Different evolutionay conditins for workn and soldi caste:ganetd splim esplaing caste dstrdtin among ewsocicl unsects" J.the cre Bialigy. (1993)
• [Publications] Matsumoto,T: "Familial associaton dwelopmat of mympls and populatin denrg in the Australa grait buouog cockrand,Maropaneituin rhimceroe" Zovlogial Scienco. 9. 835-842 (1992)
• [Publications] Wang,J.S,Masuko,K,Kitada,O,&Matsumoto,T: "Allojyme vavatin and genetio differntialing colonie in the damp wood termte Hodo termopsi of Japan and Chine" Sci,Pap.Coll.Arts&Sci,Uni,Tokyo. 42. 95-109 (1992)
• [Publications] Tsunoda,K,Ohmura,W,Yoshimura,T.&Tokoro,M: "Methan emission by the termite Coptoterm formosanus Shraki I Effect of termto osete,populatn sye and colume of test containon" Wood Research. 79. 35-40 (1993)
• [Publications] 東 正彦,安部 琢哉(編): "地域共生系とは何か" 平凡社, 262 (1992)
• [Publications] 安部 琢哉,東 正彦: "東正彦,安部琢哉編「地域共生系とは何か」3章シロアリの発明は偉大なる「小さな芝生系」" 平凡社, 58-83 (1992)
• [Publications] 東 正彦,安部 琢哉: "東正彦,安部琢哉編「地域共生系とは何か」6章「大きな芝生系」はいかに維持発見されるか" 平凡社, 124-150 (1992)
• [Publications] 東 正彦: "東正彦,安部琢哉編「地域共生系とは何か」10章間接効果:方向関係の複雑や尋性さを生みだす隠れを作用" 平凡社, 218-237 (1992)
• [Publications] 山村 則男: "鷲谷いずみ,大串隆之編「動物と植物の利用しあう関係」5章植物と動物の相互作用の理論的考察" 平凡社, (1993)
• [Publications] 松本 忠夫,東 正剛共編: "社会性昆虫の進化生態学" 梅遊舎, 390 (1993)
• [Publications] 松本 忠夫: "東正彦,安部琢哉編「地域共生系とは何か」2章:昆虫の消化共生系" 平凡社, 40-57 (1992)
• [Publications] 武田 博清: "東正彦,安部琢哉編「地域共生系とは何か」5章森林生態系の機能や構造はどのように生物群舎の多様性と関連しているのだろうか" 平凡社, 101-123 (1992)