2019 Fiscal Year Annual Research Report
生物群集が創発する寄生者制御：宿主多様性による感染動態安定化機構の理論と実証
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19H03304
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 拓哉 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30456743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 勝敏 京都大学, 理学研究科, 准教授 (00324955)
瀧本 岳 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90453852)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 寄生者 / 感染動態 / 宿主多様性 / ハリガネムシ / 希釈効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物群集による寄生者の制御メカニズムを解明することは、寄生者を含む生態系挙動の理解と予測性を高めるとともに、感染症の流行予測や予防を実現することに貢献する重要な研究課題である。先行研究では、宿主の種多様性が感染機会を減少させる希釈効果と増加させる増幅効果のいずれがより多くの感染系を制御しているのかについて議論がなされている。しかし、複雑な生活史を有する寄生者では、中間宿主と終宿主それぞれに多様性が存在する。本研究では、ハリガネムシ類の感染系をモデルとして、「感染動態の安定性は、希釈効果と増幅効果のいずれかでなく、両者が同時に働くことによって規定される」という仮説を理論と実証の両面から検証する。
この課題について、2013年から2018年にかけて、北海道の天塩・雨龍・苫小牧・標茶の4サイト・7調査地点において採集された地表徘徊性甲虫とハリガネムシ成虫の分析を進めた。その結果、種多様性のもっとも高い地点で3科22属47種の、最も低い地点12属20種の地表徘徊性甲虫が確認された。また、ハリガネムシ類の感染率には、地表徘徊性甲虫の種間で大きな差がみられ、捕獲個体数が高いにも関わらず感染が確認されない種が複数含まれていた。ハリガネムシ類は、すべてのサイトで概ね1種のみで構成されており、複数種が確認される場合にもその個体数は非常に少なかった。今後、地表徘徊性昆虫の群集構造や季節性、および水生昆虫群集による多様性効果に関する観測データを追加で整備する。さらに、数理モデルについても、種多様性効果を検証するための基本モデルを構築して、予備的知見を得た。今後は、各パートの解析をさらに進めるとともに、状況に応じて野外操作実験を開始する予定である。これらにより、当初計画に沿って、寄生者の感染動態における種多様性効果を理論と実証の両面から検証することができる。
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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
現在までの進捗として、2013年から2018年にかけて、北海道の天塩・雨龍・苫小牧・標茶の4サイト・7調査地点において、河川周辺に生息する地表徘徊性甲虫とハリガネムシ成虫の大量の生物試料の分析を実施した。サイト間で、種多様性効果の検証に十分な徘徊性甲虫の種多様性やそのサイト間変異が検出されることが分かった。また、徘徊性甲虫において、希釈効果の前提となる感染率の大きな種間差も確認できた。
数理モデル解析においては、宿主の種多様性効果を検証するための基本モデルを構築し、宿主間の競争等に関連して種多様性効果があらわれるという予備的知見を得た。以上のことから、本課題については、当初の計画以上に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハリガネムシ類の感染系をモデルとして、「感染動態の安定性は、希釈効果と増幅効果のいずれかでなく、両者が同時に働くことによって規定される」という仮説を理論と実証の両面から検証する。本年度については、2013年以降に収集された大量の生物試料（徘徊性甲虫と水生昆虫、およびハリガネムシ）の形態・DNA分析をさらに進めて、多様性効果を検証するための基礎データを得る。種多様性効果を検証するための野外操作実験については、新型コロナウィルスの感染拡大防止の観点から、現地の状況をみて判断・可能な範囲で進める計画である。数理モデル解析についても、随時解析やモデルの改良を進める。
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