C-N balance modelからの生態学

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04804053
• Research Institution: Ryukoku University
• Principal Investigator: 東 正彦 龍谷大学, 理工学部, 講師 (40183917)
• Keywords: C-N balance / シロアリ / 共生 / 社会性 / 生物群集 / 栄養動態 / ニッチ / サンゴ

Research Abstract

本年度は二つのテーマに“C-N balance"アイデアを適用し以下の進展をみた。
1.シロアリー共生微生物システムについて
(1)“C-N balance"機構には「Nをinput側に加える」方法と「Cを選択的にoutputする」方法があることを示し、シロアリの微生物・キノコとの相互作用のうち、この二通りの「C-N balance"機構として機能するものの全体像をまとめた。
(2)“C-N balance"の能力に見合う程度にしか食料資源を利用できないことを理論的に導き、ワンピース・タイプ(巣をなした枯れ木を食糧源にするタイプ)よりセパレーツ・タイプ(巣と食糧源を分離するタイプ)、その中でもキノコ栽培をするタイプのシロアリがより繁栄している現象についての仮説を得た。
(3)セパレーツ・タイプにしか真のワーカー(不妊の職蟻)が存在しない理由について、先に出した進化的仮説を“C-N balance"から補強する理論を導いた。
2.生物群集の栄養動態構造について
(1)食物網の各構成種の食物連鎖関係上でのニッチを、栄養段階に沿って食物網を解きほどいたときの水平・垂直的分布から定量化する方法を開発した。
(2)簡単な窒素動態モデルにより、植物生産者と分解者の間の「協同進化」が、どういう条件のもとでどのような方向に進むか、という問題を扱える理論的枠組みを開発した。
(3)各構成生物種の“C-N balance"問題に着目した概念的モデルを森林・草原・水域の各生物群集に適用することにより、栄養動態構造における特徴的差異をその生成機構とともに明らかにした。
(4)珊瑚礁生物群集の発達の動的メカニズムを“C-N balance"のアイデアに基づいて説明する概念的モデルを得た。

Research Products

• [Publications] Higashi,M.: "Trophic niches of species and trophic structure of ecosystems:complementary perspectives through food network unfolding" Journal of theoretical Biology. 154. 57-76 (1992)
• [Publications] Yamamura,N.: "An evolutionary theory of conflict resolution between relatives:altruism,manipulation,compromise" Evolution. 46. 1236-1239 (1992)
• [Publications] Higashi,M.: "Carbon-nitrogen balance and termite ecology" Proceedings of the Royal Society,London B. 249. 303-308 (1992)
• [Publications] Higashi,M.: "What determines the animal group size:insider-outsider conflict and its resolution" The American Naturalist.
• [Publications] Higashi,M.: "Network trophic dynamics:the mode of energy transfer and ,and utilization in ecosystems" Ecological Modelling.
• [Publications] Higashi,M.: "Network trophic dynamics:the tempo of energy movement and,and availability in ecosystems" Ecological Modelling.
• [Publications] Abe,T.: "Cellulose dynamics and termite ecology as key factors determining terrestrial community structure" In:Development of a Unified Perspective on the Organization of Communities and Ecosystems(Oak Ridge National Laboratory).
• [Publications] Higashi,M.: "Producer-decomposer matching in a simple model ecosystem:a network coevolutionary approach to ecosystem organization." In:Development of a Unified Perspective on the Organization of Communities and Ecosystems (Oak Ridge National Laboratory).
• [Publications] Patten,B.C.: "Indirect effects in complex ecology.II.The quantitative theory" In:Complex Ecology:The Part-Whole Relation in Ecosystems(Prentice Hall).
• [Publications] Patten,B.C.: "Network trophic dynamics:the alpha and omega of food web organization." In:Complex Ecology:The Part-Whole Relation in Ecosystems(Prentice Hall).
• [Publications] Higashi,M.: "An extension of niche theory for complex interactions" In:Mutualistic and the Organization of Natural Communities(Oxford University Press).
• [Publications] 東 正彦: "地球共生系とは何か" 平凡社, 164 (1992)