2021 Fiscal Year Research-status Report

チョウの可塑的な休眠機構から紐解く環境要因と発生制御機構のクロストーク形成

Research Project

Project/Area Number	21K15165
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	小川浩太九州大学, 比較社会文化研究院, 助教 (40733960)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	表現型可塑性 / ライフサイクル / 休眠 / 日周応答 / 越冬戦略 / 台風攪乱 / ビックデータ解析 / 統計的因果推論
Outline of Annual Research Achievements	越冬戦略は生物の高緯度地域への進出/適応において極めて重要である。東洋区を中心に生息するツマベニチョウは亜熱帯域では食餌植物依存的に蛹休眠が誘導されるが、分布北限域の九州では日長依存的な蛹休眠を獲得している。本研究では本種の日長応答性の獲得プロセスの解明を目指し、移行帯にあたる琉球列島の本種の休眠戦略の研究を進めている。本年度は飼育実験により、南琉球(八重山諸島)では本種の休眠性が完全に失われているが、中琉球（沖縄島）では休眠性を示す個体と示さない個体が混在し、九州では全個体が短日による休眠性を示すことを明らかにした。また、これまでのフィールド研究により八重山諸島では季節性の台風による強風で秋にホストの落葉とそれに続く萌芽が誘導され、その萌芽(ラマスシュート)を利用することで、落葉性のホストを食樹としながらも非休眠で越冬を行うライフサイクルが獲得されていると予想されたので、蝶愛好家コミュニティに蓄積されたツマベニチョウの過去10年分の採集記録と気象データを利用し、個体群動態に台風等がどのように影響をあたえるか統計的因果推論により評価した。その結果、台風がツマベニチョウの発生パターンに大きく影響すること、そしてその影響の仕方は八重山諸島と沖縄島では異なること、八重山諸島では風速15ｍ以上の強風が個体数に正の影響を与えることなどが示された。前年度までの野外観察結果がビックデータ解析でも支持された、すなわち普遍性が示されたことで今後の研究においてより多くの議論が可能となった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題では琉球列島各地のツマベニチョウの越冬戦略(休眠性)について野外観察を基盤とするデータ収集や系統解析用のサンプル収集を行う予定であった。しかしながら、2021年度はコロナ禍の影響で沖縄県や各地方自治体より断続的に各離島への訪問自粛要請が出される状況であり、一部当初の計画を変更する必要に迫られた。そこで各離島での調査および飼育実験の一部については次年度に先送りし、替わりに発生数に関するビックデータを活用した統計解析を実施した。立案時の計画を全て実施できなかったものの、立案時には想定していなかった代替の解析によって大きな成果が得られたので「（２）おおむね順調に進展している。」と評価できる。
Strategy for Future Research Activity	本年度は、野外観察、飼育実験、ビックデータを用いた因果推論によって、八重山諸島ではランダムであるものの一定以上の頻度で襲来する台風によりホストや季節変化に対する選択圧がリラックスすることで休眠性が失われているが、沖縄島以北では再び休眠性が獲得されているという仮説を導く事ができた。今後の研究はこの仮説を軸に展開する。一部離島でのサンプリングには遅れが出ているが、今後はこれらの島での遅れを取り戻しつつ、琉球列島のツマベニチョウの集団構造等の解析を行う。また、同じく生理学的や遺伝学的解析についてもこれまでの飼育実験の結果を踏まえ、八重山、沖縄島、九州の3個体群で実施する。