2021 Fiscal Year Annual Research Report
Large-scale empirical tests for (co)evolutionary ecosystem restoration
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19H02974
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
内海 俊介 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (10642019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門脇 浩明 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (30643548)
吉田 俊也 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (60312401)
小林 真 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生態ー進化フィードバック / 森林再生 / 遺伝的多様性 / 生物多様性ー生態系機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生態系復元実験のために、北海道大学雨龍研究林・中川研究林・天塩研究林の３地域において、大規模な山腹崩壊を模した実験地を造成することができた。本年は、その実験地における研究を開始することができた。実験地は、各林に35ｍ四方のサイトが５か所で、合計１５か所である。
まず、北海道の異なる地域から昨年度中に集めておいた樹木の種子（ケヤマハンノキ・ダケカンバ・イタヤカエデ・トドマツ）を用いて、2021年6月に播種を行った。このとき、遺伝的多様性の操作（種子の由来地域における単独と混合）と種多様性の操作（単種と４種混合）のすべての組み合わせで処理区を設定し（20処理区）、各サイトに３つの反復を設けた。すなわち、合計900区画の播種実験を行った。秋にまず最初の発芽状況の調査を行った。
次に、大規模撹乱に対する節足動物群集の新たな形成過程を実験的に検証するため、上記の実験地を活用して、地上徘徊性昆虫の調査を行った。実験地を山腹崩壊処理区とし、隣接する天然林・人工林を対照区として、地上徘徊性昆虫群集の撹乱応答を比較した。その結果、処理区と対照区では、群集の種組成がまったく異なることが分かった。さらに、処理区では各サイト間での組成の変異性（β多様性）が対照区と比較してきわめて高いことが分かった。すなわち、大規模撹乱が生じた際には、森林内に生息する昆虫種は定着できず、周囲の撹乱地をハビタットとするような種が移入すること、その移入には確率性も大きく貢献していること、という過程を通して群集が形成されることが分かった。そしてこの移入が機能しない場合には、多様性回復は遅くなることが示唆された。
さらに、植物上の陸域昆虫群集について環境DNAによる調査を行った。それにより、環境DNAによって、植物上の陸域昆虫群集の種組成や多様性を調べることが可能であることが新たない明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
播種実験の開始、環境DNAや昆虫群集の解析など、それぞれ計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下のように推進する。
１）種多様性と遺伝的多様性のレベルを操作した播種実験から発芽した集団の追跡調査を行っていく。集団の個体数や空間分布とともに、遺伝構造についてゲノミクスをもちいた解析によって調べていく。さらに、その過程が、上位栄養段階の昆虫種に与える生態学的・進化学的インパクトについても明らかにする研究を行う。新たに定着する昆虫群集の調査を進め、機能形質分布の評価を行うとともに、対象種を絞りつつDNAを収集する。昆虫種についてもゲノム解析を進め、遺伝的多様性や遺伝構成の評価を行う。
２）昆虫群集に対する環境DNAを活用したメタバーコーディングをさらに展開し、種多様性のみならず遺伝的多様性も含めた、階層的な多様性構造の解明の実現を目指す。
３）これまでに得られている成果に関する論文執筆と投稿をおこなう。
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Research Products
(12 results)
