2020 Fiscal Year Annual Research Report

共生関係における可塑性は分布拡大時の拘束を取り払えるか？

Research Project

Project/Area Number	20J20583
Research Institution	Kyoto Prefectural University
Principal Investigator	中林ゆい京都府立大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords	防衛共生 / 寄生 / 地理的変異 / 集団内多型
Outline of Annual Research Achievements	相利共生は互いに利益をもたらす種間関係であるが，生存や繁殖を他種に依存するために生息環境の制限を受けやすくなる．特に，共生相手への依存性が高い生物ほど環境の変化に脆弱であると考えられるが，共生関係の維持が生存に必須ではない生物の場合，周囲の環境に合わせて共生関係を柔軟に解消できれば，その分のコストを新しい環境での生存や繁殖に利用できるため，従来とは異なる環境へと分布を広げられているのではないかと考えた．そこで本研究では，幼虫期にアリと共生関係を持ちながらも現在分布域を広げているムラサキシジミとアリ，幼虫期の主要な天敵である寄生蜂との３者関係をモデルに，「共生関係の柔軟性が，新しい環境への定着に寄与する」という仮説を検証した．野外調査の結果，従来の分布域では主に１種のコマユバチ科寄生蜂に寄生されていたものの，分布北限では一切寄生されていなかった．また，先行研究より，特に寄生蜂に狙われやすいとされている2齢幼虫のアリ随伴率が，従来の分布域よりも分布北限の集団で有意に低かった．そこで，寄生者のいない分布北限の集団が本当にアリ随伴性を低下させているのかを明らかにするために，室内での随伴実験を行った．その結果，分布北限の集団は従来の分布域の集団よりもアリに随伴された個体の割合が有意に低かったものの，アリに随伴された幼虫について，随伴されるまでの時間や総随伴時間，蜜を分泌した回数を比較すると，集団間で有意な差は見られなかった．このことから，分布北限の集団は，幼虫が蜜を分泌する能力やアリを随伴し続ける能力は従来の集団と同等であるものの，そもそもアリを誘引できない個体が多いことが示された．つまり，アリ誘引性の低い個体が分布北限へと分散すると，寄生者のいない環境下では無駄な共生関係を解消できるので，その分のコストを侵入先の環境への適応や自身の発育等に投資できている可能性が示唆された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 野外調査や室内実験も概ね当初の予定どおりに進めることができた．2年目以降につながる結果が得られたため，今後の研究の進め方についても指導教官と相談しながら明確に方針が定められている状況である．
Strategy for Future Research Activity	これまでの野外調査および室内実験の結果から，寄生者がいない分布北限域の集団は，蜜を分泌する能力やアリを随伴し続ける能力は従来の集団と同等であるものの，そもそもアリを誘引できない個体が多いことが示された．つまり，アリ誘引性の低い個体が分布北限へと分散すると，寄生者のいない環境下では無駄な共生関係を解消できるので，その分のコストを侵入先の環境への適応や自身の発育等に投資できている可能性が考えられる．そこで今後は，アリを誘引しないことで本当にコストを削減できているのかを明らかにするために，分布北限の集団と従来の分布域の集団にアリを提示し，アリを誘引しない分布北限集団の方が発育が早くなるまたは体サイズが大きくなるのかを室内実験により調査する．また，半野外実験によって，従来の分布域の集団よりも分布北限の集団の方がアリを随伴できずに寄生されやすくなるのかを明らかにする．これらの結果，および，これまでの野外調査と室内実験の結果を合わせて論文化する予定である．さらに，これまでの調査により，地理的にアリとの共生関係の強度が異なることが明らかになった．そこで今後は，これまでのアリ随伴実験に用いて保存していたムラサキシジミ幼虫でRAD-seqを行い，アリ随伴性の違いとムラサキシジミの集団構造がどれほどリンクしているのかを明らかにする予定である．