2020 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 / 増幅効果 / ハリガネムシ / 希釈効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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とを目的としている。
この課題について、北海道において地理的に離れた４地点に計7つの調査サイトにおいて、2014－2017年に捕獲した10000個体を超える地表徘徊性甲虫のハリガネムシ感染状況を調べた。その結果、3科34属91種の地表徘徊性甲虫が確認され、そのうち2科7属13種で感染が認められた。各サイトでは、感染率が1.8－14.1%とばらつくものの、複数年の感染が認められる種が複数種存在していた。感染種は、そのほとんどが春繁殖を行う種であり、種間で類似した出現フェノロジーを有していた。それぞれの地点において感染種間で出現フェノロジーの同調性を調べたところ、高標高の地域ほどフェノロジーの同調性が高かった。これらの結果は、ハリガネムシ類の感染動態において、中間宿主の種多様性による感染機会の時間的増幅効果と、終宿主種間の出現フェノロジーの高い同調性による時間的希釈効果が、正味の効果としては感染機会の時間的希釈効果をもたらす地域が多いことを強く示唆する。
また、中間宿主やそれにシストとして寄生しているハリガネムシ類の群集レベルでのフェノロジーを調べるために、上記と同サイトにおいて、マレーゼトラップで継続した水生昆虫成虫の定量メタバーコーディングの手法開発を進めた。さらに、ベクター媒介感染症の数理モデルにおいて、宿主の多様性だけでなく、ベクターの多様性を考慮する新たな数理モデルを構築し、予備的解析を進めた。これらの研究進捗のうち、終宿主の多様性解析、および数理モデルに関する研究成果を第68回日本生態学会で口頭発表した。
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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
現在までの進捗として、終宿主と中間宿主の季節的な種多様性効果が、ハリガネムシ類の感染動態を制御する可能性が、特に終宿主の膨大なサンプルの分析によって見出された。また、膨大な個体数の中間宿主（水生昆虫成虫）から、水生昆虫とハリガネムシシストの種ごとの生物量を推定するための定量メタバーコーディング手法の確立を大きく進展することができた。さらに、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上で、ベクター媒介感染症を対象として、宿主とベクター双方の多様性効果を検証する基本モデルを新たに構築し、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。一方、新型コロナウィルス感染症の蔓延により、当初予定していた大規模野外操作実験については、本年度中に進めることができなかった。以上のことから、本課題については、おおむね順調に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
大規模野外操作実験の予備実験を進めるとともに、終宿主の多様性に関する解析結果の論文化を進める。また、数理モデルのパートについても、同様に論文化を進める。
さらに、中間宿主の定量メタバーコーディングについて、実際のサンプル分析に進み、中間宿主と終宿主の双方の多様性によって、ハリガネムシ類の感染動態が制御されているという仮説を検証する。
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