揺れる植物の適応的意義

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25450233
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka City Institute of Public Health and Environmental Sciences
• Principal Investigator: 山崎 一夫 大阪市立環境科学研究所, その他部局等, 研究主任 (30332448)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 植食性昆虫 / 植物 / 防御 / 風 / 受動的な動き

Research Abstract

第一に、風により受動的に揺れやすい植物種を見出すために、大阪市内緑地、大阪府の森林、山梨県の山林で野外観察を行なった。ポプラ、ヤマナラシ、イイギリの他、フウ、クスノキ、ナンキンハゼなども弱風で葉が大きく揺れやすいことが分かった。これらは比較的大きな葉身と長くて柔らかい葉柄をもつ性質がある。
第二に、葉の動きが植食性昆虫による食害を防ぐことを検証するには、葉を固定して動きにくくして、通常に動く葉と比較する実験が有効と考えられる。そこで、園芸用ワイヤを葉柄に巻くことにより葉を固定する予備実験を行なった。この固定方法により野外で2週間程度は葉を固定できることが確認された。さらに、高速度カメラと二次元運動解析ソフトを使用し、ワイヤで固定すると葉の揺れ幅が実際に小さくなることを確認した。
第三に、植食性昆虫が植物から離れて落下する性質をどの程度持っているかを、約30種のアブラムシで調査した。振動と人の息に対して20%程度の種の成虫と老熟若虫が反応して落下した。樹木を寄主とする種や若齢若虫は落下しない傾向があり、落下が移動能力が限定され樹木を寄主とする植食性昆虫にとって重要な死亡要因となることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

風による受動的な葉等の動きが、植物を植食性昆虫による食害から守ることを示すには、どのような植物種が対象になるかを明らかにし、どのような方法により野外、室内実験を行なうかを考える必要がある。また、間接的に証明する方法も重要である。本年度は、対象種を絞ることができ、葉の適当な固定方法を検討することができた。また、間接的な証明方法も少しデータを取ることができた。今後データを増やして精密な検証を行なう必要はあるものの、おおむね順調である。

Strategy for Future Research Activity

(1)微風で揺れやすい植物種の野外調査を、近畿地方や中部山地などで継続する。葉柄の長さなどの形態測定も行なう。室内で風を当てて葉の動きを検討する。
(2)ポプラやハンキンハゼなどの葉をワイヤで固定することにより固定しない場合と比べて食害が増加するかどうかを野外実験により明らかにする。
(3)室内で植物の枝に植食性昆虫をとまらせて風を当てて葉を揺らすと、昆虫の摂食、移動などの行動にどのような影響が出るかを検討する。
(4)葉が揺れやすい種とそうでない近縁種（例えばヤマナラシとヤナギ）で、植食性昆虫群集と食害レベルを調査する。葉が揺れやすい種で、食害レベルが少なかったり、外部食昆虫が少ないなどの傾向があれば仮説が支持される。
(5)植食性昆虫が振動など撹乱に遭った時、どのような種が落下を回避するかを調査する。