2017 Fiscal Year Annual Research Report

アブラムシ－アリ相利共生系、およびアブラムシ－捕食者系における共進化の地理的解析

Research Project

Project/Area Number	26291090
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	市野隆雄信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (20176291)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	服部充長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 助教 (80710095) 乾陽子大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (10343261)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords	種間関係 / 共進化 / アリ / アブラムシ / 捕食 / 種特異性 / 地域適応 / 対抗進化
Outline of Annual Research Achievements	まず、野外においてクロクサアリ（クサアリ亜属）と共生する頻度の高いヤノクチナガオオアブラムシと、クロクサアリと共生する頻度の低いブナクチナガオオアブラムシ（野外では主にケアリ亜属のアリと共生している）に対するクロクサアリの攻撃性を実験的に比較した。その結果、後者に対する攻撃性がより高いことが明らかになった。また、これら2種のアブラムシがもつ体表炭化水素の組成は大きく異なっていた。これらの結果は、クロクサアリが、共生するアブラムシ種の違いを、アブラムシのもつ体表炭化水素に基づいて判別していることを示唆しており、また共生アリ種の違いがクチナガオオアブラムシ各種にとって選択圧（捕食圧）となりうることを示している。次に、共生アリ種からの選択圧がアブラムシ各種の形質に影響を与えているかどうかを調べるため、クサアリ亜属と共生しているヤノクチナガオオアブラムシのコロニーと、ケアリ亜属と共生しているヤノクチナガオオアブラムシのコロニーとの間で、口吻長と体長を比較した。その結果、愛知県のサイトでは、異なるアリ亜属と共生しているコロニー間でこれらの形質が異なるが、東京都のサイトでは異ならないことを明らかにした。これらの結果は、共生アリ種の違いがアブラムシに異なる選択圧を与えていること、そしてその選択圧の強さが地域によって異なることを示唆している。最後に、ササコナフキツノアブラムシの兵隊個体における外敵（捕食者）に対する防衛能力を、前脚の筋肉量から調べた。その結果、兵隊個体の前脚は、捕食者をつかむのに使用する筋肉が通常個体よりも発達していることが明らかになった。さらに、前脚の筋肉量は前脚長と正の相関を示した。このことは、ササコナフキツノアブラムシの兵隊が、その外部形態だけでなく内部形態も防衛に特化させていることを示している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason アブラムシの共生アリに対する適応を明らかにする上で、アリがアブラムシ種を識別する能力をもっているかどうかを検証することが重要である。なぜなら、アリがアブラムシ種を識別した上で、アブラムシに対して選択圧（捕食圧）を与えるからこそ、アブラムシの特定アリ種に対する適応が生じると考えられるからである。そこで、本年度はアリが体表炭化水素組成の異なるアブラムシを識別し、異なる攻撃性を示すことを明らかにした。この結果は、アブラムシの体表炭化水素の地理的変異に対し、アリが異なる選択圧を与えることを示すものである。また、共生アリ種の違いが、アブラムシの体表炭化水素だけでなく、アブラムシの形態形質に影響を与えていることを示唆する結果も得ることができた。さらに、ササコナフキツノアブラムシの兵隊の防衛能力の変異がどのように生じているかについて、兵隊の内部形態（筋肉量）という、これまでにない視点からの研究アプローチをおこなった。その結果、兵隊個体が、外部形態だけでなく、内部形態においても防衛力を高めるために適応進化していることを明らかにした。
Strategy for Future Research Activity	アブラムシの体表炭化水素組成における適応進化と、アリの体表炭化水素の識別能力の適応進化という、共進化の地理的モザイクを明らかにするためには、同一種であっても地域間で異なるアブラムシの体表炭化水素組成に対し、各地域のアリが異なる認識の程度を示すことを明らかにする必要がある。そこで、今後は、アブラムシの体表炭化水素組成の種内変異に対し、共生アリが異なる行動を示すことを明らかにする。ササコナフキツノアブラムシー捕食者系の共進化の地理的モザイクを明らかにするために、両者の形質（兵隊の前脚長、捕食者の体毛長）の地理的相関を明らかにする。また、その際に、地域的なササコナフキツノアブラムシの寄主植物とその寄主植物上でのコロニーサイズを調べる。これにより、共進化の地理的モザイクが生じる要因として、アブラムシの1コロニー当り個体数（寄主植物種ごとの葉の面積によって異なる）が重要であることを明らかにする。
Causes of Carryover	（理由）研究代表者のその他の業務の多忙により、研究遂行に想定以上の時間を要したため。（使用計画）次年度使用額は、平成30年度請求額と合わせて人件費および消耗品費として使用する予定である。