ナミアゲハの植物への適応の生態学的研究とその成果に基づく探究教材開発および実践

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25350247
• Research Institution: Kyoto University of Education
• Principal Investigator: 今井 健介 京都教育大学, 教育学部, 准教授 (80447888)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 忠幸 京都教育大学, 教育学部, 教授 (20314297)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 適応 / 教材研究 / 進化 / 寄主植物 / 植食性昆虫

Outline of Annual Research Achievements

ナミアゲハが通常利用しているカンキツ類に対して持つ適応を、適応が不十分であると予測される植物ヘンルーダを用いて調査した。本年度は、前年度開発した大量飼育法を用いて実験を行い、前年度観察されたヘンルーダで飼育したナミアゲハが高い死亡率を示した現象に関する追試を行った。前年度の実験で得られた死亡率95％という結果は、本研究で用いた大量飼育法が不適当である可能性、あるいは本実験で供試したヘンルーダの質が著しく悪かった可能性を示唆している。
そこで、本年は新規に入手したヘンルーダを用いて、昨年度と同様の実験を行った。結果として死亡率は極めて低く本実験法の適切性を示唆するものとなった。飼育時には個体毎の詳細な生態的データ（摂食量・体重増加量・幼虫各令期の長さ・摂食量から排泄量を差し引いた吸収量・吸収量を摂食量で割った吸収率・体重増加量（湿重）を吸収量（乾重）で割った相対同化率）を算出した。
ヘンルーダとカンキツの上記データを比較すると、総合的なエサ質（体重増加量を摂食量で割ったもの）はヘンルーダが高かった。このことはナミアゲハが普段利用していないヘンルーダが栄養的には好適なエサであることを示唆している。しかしながら、ヘンルーダを供試された場合の摂食量は多くはなかった。
ナミアゲハの幼虫はヘンルーダが良いエサであることを認識できなかったものと思われる。また、産卵行動中にメス成虫にヘンルーダとカンキツを選ばせた場合、カンキツに多くの卵を産んだ。これらのことから、ヘンルーダが良いエサであると言うことを認識する能力は、ナミアゲハにまだ進化していない可能性が示された。
また、これらの結果から教科書研究を行い、現行の高校生物教科書でエサの選り好みが扱われていないことを明らかにした。ナミアゲハのエサの選り好みを取り扱う教材を開発することで、進化と適応に関するより深い理解を促せることを考察した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度は野外温室を設置して、幼虫の植物上の行動や、成虫の産卵行動を観察する予定であった。しかしながら、事務手続きの問題から設置ができなかった。
幼虫の行動については室内実験を行ったが、条件制御がうまくいかず再実験の必要がある。また、産卵実験については、室内に設置したケージ内での予備的実験を行い、一応の成果を得た。

Strategy for Future Research Activity

前年度に実施できなかった野外実験を早急に行う。観察済みのヘンルーダ上での非適応的行動を、ICTあるいは演示実験教材として提供するための技術開発、実践データの収集を行う。

Causes of Carryover

実験動物飼育のための温室を購入する予定であったが、申請上の問題により延期せざるを得なくなった。このため、次年度に温室の購入と、その中での実験を繰り延べて行うこととした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

温室は申請・葉忠済みで2015年5月末に完成予定であり、実験を行う。