送粉者が介在した植物の種多様性形成過程

• 研究課題/領域番号: 15H04421
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 東京大学 (2018-2019); 京都大学 (2015-2017)
• 研究代表者: 川北 篤 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80467399)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: コミカンソウ科 / ハナホソガ属 / タマバエ科 / 絶対送粉共生 / ニューカレドニア / キノコバエ類 / ツルニンジン属 / コバイモ属 / 種分化 / タマバエ / 虫えい / 送粉 / 適応 / 多様化 / コバンノキ / ペルー / 送粉者 / 絶対送粉共生系

研究成果の概要

コミカンソウ科コミカンソウ属に含まれる種の多くが、雄花を繁殖場所として利用するタマバエ科の昆虫に送粉されていることを明らかにした。タマバエ媒のコミカンソウ属の花は多くが赤紫色の花色をもち、コミカンソウ属の複数の系統にまたがって存在する。コミカンソウ属におけるタマバエ媒は、すでに知られていた種子食性のハナホソガによる送粉と並んで本属で一般的な送粉様式であり、2つの送粉様式の間での頻繁な交代がこの属の種多様化に重要であることが分かった。また、タマバエ媒のコミカンソウ属の花と似た赤紫色の花をもつ日本産の植物が、広くキノコバエ類に送粉されており、キノコバエ媒植物の見過ごされてきた多様性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陸上植物の誕生以来、植物の多様性は現在が最も高く、その多様性の9割以上を被子植物が占めている。白亜紀以降、被子植物が急速に多様化を遂げた背景には、花の進化と、それに伴う送粉者との相互作用が重要であったと考えられており、被子植物の多様化の理解には、花と送粉者の関係の多様性を解明することが必須である。本研究は、コミカンソウ科植物を中心に、従来見過ごされてきた送粉様式や花の適応を明らかにすることで、被子植物の花の多様性に新しい理解をもたらした。

研究成果

• [国際共同研究] Le Centre IRD de Noumea(フランス)
• [国際共同研究] INRA(フランス)
• [国際共同研究] University of Florida(米国)
• [国際共同研究] University of Florida(米国)
• [国際共同研究] INRA(フランス)
• [国際共同研究] フロリダ大学/メリーランド大学/スミソニアン協会(米国)
• [国際共同研究] フランス国立農学研究所(フランス)
• [国際共同研究] ベルギー王立自然史博物館(ベルギー)
• [雑誌論文] Active pollination drives selection for reduced pollen-ovule ratios (2020)
  • 著者名/発表者名: Pellmyr O, Kjellberg F, Herre EA, Kawakita A, Hembry DH, Holland JN, Terrazas T, Clement W, Segraves KA, Althoff DM
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: 104 号: 1 ページ: 164-170
  • DOI: 10.1002/ajb2.1412
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Leaf shape deters plant processing by an herbivorous weevil (2019)
  • 著者名/発表者名: Higuchi Y, Kawakita A
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 5 号: 9 ページ: 959-964
  • DOI: 10.1038/s41477-019-0505-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leafflower-leafflower moth mutualism in the Neotropics: Successful transoceanic dispersal from the Old World to the New World by actively-pollinating leafflower moths (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawakita, A., Sato, A. A. W., Salazar, J. R. L., & Kato, M.
  • 雑誌名: PloS One 巻: 14(1) 号: 1 ページ: e0210727-e0210727
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0210727
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High degree of polyphagy in a seed-eating bark beetle, <i>Coccotrypes gedeanus</i> (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), during a community-wide fruiting event in a Bornean tropical rainforest (2018)
  • 著者名/発表者名: Iku Asano, Itioka Takao, Kawakita Atsushi, Goto Hideaki, Ueda Akira, Shimizu-kaya Usun, Meleng Paulus
  • 雑誌名: Tropics 巻: 27 号: 3 ページ: 59-66
  • DOI: 10.3759/tropics.MS18-07
  • NAID: 130007539343
  • ISSN: 0917-415X, 1882-5729
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hawaiian Philodoria (Lepidoptera, Gracillariidae, Ornixolinae) leaf mining moths on Myrsine (Primulaceae): two new species and biological data (2018)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Shigeki, Johns Chris A., Lopez-Vaamonde Carlos, Doorenweerd Camiel, Kawakita Atsushi, Ohshima Issei, Lees David C., Hanabergh Sofia, Kawahara Akito Y.
  • 雑誌名: ZooKeys 巻: 773 ページ: 109-141
  • DOI: 10.3897/zookeys.773.21690
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Promises and challenges in insect-plant interactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Giron D, Dubreuil G, Bennett A, Dedeine F, Dicke M, Dyer LA, Erb M, Harris MO, Huguet E, Kaloshian I, Kawakita A, Lopez-Vaamonde C, Palmer TM, Petanidou T, Poulsen M, Salle A, Simon J-C, Terblanche JS, Thiery D, Whiteman NK, Woods HA, Pincebourde S
  • 雑誌名: Entomologia Experimentalis et Applicata 巻: 166 号: 5 ページ: 319-343
  • DOI: 10.1111/eea.12679
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Patterns of temporal and enemy niche use by a community of leaf cone moths Caloptilia coexisting on maples Acer as revealed by metabarcoding (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakadai, R. & A. Kawakita
  • 雑誌名: Molecular Ecology 巻: 未定 号: 12 ページ: 3309-3319
  • DOI: 10.1111/mec.14105
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pollinia transfer on moth legs in Hoya carnosa (Apocynaceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki Ko、Furukawa Saori、Kawakita Atsushi
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: 104 号: 6 ページ: 953-960
  • DOI: 10.3732/ajb.1700078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limiting the cost of mutualism: the defensive role of elongated gynophore in the leafflower-moth mutualism (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Saori、Kawakita Atsushi
  • 雑誌名: Oecologia 巻: 184 号: 4 ページ: 835-846
  • DOI: 10.1007/s00442-017-3910-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollination by fungus gnats and associated floral characteristics in five families of the Japanese flora (2017)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki Ko、Kawakita Atsushi
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 121 号: 4 ページ: 651-663
  • DOI: 10.1093/aob/mcx196
  • 査読あり
• [雑誌論文] A molecular phylogeny and revised higher-level classification for the leaf-mining moth family Gracillariidae and its implications for larval host use evolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, A. Y., D. Plotkin, I. Ohshima, C. Lopez-Vaamonde, P. Houlihan, J. W. Breinholt, A. Kawakita, L. Xiao, J. C. Regier, D. R. Davis, T. Kumata, J-C. Sohn, J. De Prins & C. Mitter
  • 雑誌名: Systematic Entomology 巻: 42 号: 1 ページ: 60-81
  • DOI: 10.1111/syen.12210
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pollinia transfer on moth legs in Hoya carnosa (Apocynaceae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, K., S. Furukawa & A. Kawakita
  • 雑誌名: American Journal of Botany 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Presence of weed fungus in a non-social beetle-fungus cultivation mutualism. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toki W, Kawakita A, Togashi K
  • 雑誌名: Ecological Entomology 巻: 印刷中 号: 3 ページ: 253-262
  • DOI: 10.1111/een.12293
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phylogenetic test of speciation by host shift in leaf cone moths (Caloptilia) feeding on maples (Acer) (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakadai, R. & A. Kawakita
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 6 号: 14 ページ: 4958-4970
  • DOI: 10.1002/ece3.2266
  • NAID: 120005973362
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diversity and evolution of pollinator rewards and protection by Macaranga (Euphorbiaceae) bracteoles (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, E., A. Kawakita & S. Sakai
  • 雑誌名: Evolutionary Ecology 巻: 29 ページ: 379-390
  • NAID: 120005666208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Avian seed dispersal in a mycoheterotrophic orchid Cyrtosia septentrionalis (2015)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, K., A. Kawakita & M. Kato
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 1 号: 5 ページ: 15052-15052
  • DOI: 10.1038/nplants.2015.52
  • NAID: 120005603911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversal of mutualism in a leafflower-leafflower moth association: The possible driving role of a third-party partner (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawakita, A., K. Mochizuki & M. Kato
  • 雑誌名: Biological Journal of the Linnean Society 巻: 116 号: 3 ページ: 507-518
  • DOI: 10.1111/bij.12633
  • NAID: 120005705950
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Revision of the Japanese species of Epicephala Meyrick with descriptions of seven new species (Lepidoptera, Gracillariidae). (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawakita A. and Kato M.
  • 雑誌名: ZooKeys 巻: 568 ページ: 87-118
  • DOI: 10.3897/zookeys.568.6721
  • NAID: 120006333952
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Evolution of active pollination and mutualism in Epicephala (Gracillariidae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawakita A
  • 学会等名: XXI European Congress of Lepidopterology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 滑る花弁：花弁表面ワックスの盗蜜アリ排除機能 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田和也、川北篤
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] カンコノキ絶対送粉共生系において、より寄生的に振舞う送粉者の進化背景 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古川沙央里、川北篤
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] クロユリの花浸出液の化学分析と役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 李俊男、武田和也、望月昂、乾陽子、川北篤
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会
• [学会発表] 花弁表面ワックスの盗蜜アリ排除機能の検証 (2018)
  • 著者名/発表者名: 武田和也、川北篤
  • 学会等名: 第50回種生物学シンポジウム
• [学会発表] コミカンソウ科におけるハナホソガ媒とタマバエ媒の進化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川北篤、望月昂、加藤真
  • 学会等名: 日本植物分類学会第17回大会
• [学会発表] Evolution of obligate pollination mutualism in Phyllanthaceae (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kawakita
  • 学会等名: Symposium on Insect-Plant Interactions
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] コミカンソウ属におけるタマバエ媒の多回起源 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川北篤、望月昂、加藤真
  • 学会等名: 第49回種生物学シンポジウム
• [学会発表] コミカンソウ科における送粉様式の多様性と種分化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川北篤
  • 学会等名: 第48回種生物学シンポジウム
  • 発表場所: キロロトリビュートポートフォリオホテル北海道
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] コミカンソウ科における送粉様式の世界的多様性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川北篤
  • 学会等名: 第63回日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 双翅目媒花の見過ごされたシンドローム：黒赤色花の適応的意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 望月昂、川北篤
  • 学会等名: 第63回日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] カンコノキ絶対送粉共生系における非共生性ハナホソガの進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古川沙央里、川北篤
  • 学会等名: 第63回日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 日本産カエデ属を利用するハマキホソガ属14種の食性進化と多様化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中臺亮介、川北篤
  • 学会等名: 第63回日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-20
• [図書] Obligate Pollination Mutualism (2017)
  • 著者名/発表者名: Makoto Kato and Atsushi Kawakita
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: Springer
• [図書] 奄美群島の自然史学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川北篤
  • 総ページ数: 388
  • 出版者: 東海大学出版部
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科附属植物園川北篤研究室
  • URL: https://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/common/research/kawakita-lab/Japanese/home.html
• [備考] 川北篤研究室
  • URL: https://www.bg.s.u-tokyo.ac.jp/common/research/kawakita-lab/Japanese/homu.html
• [備考] 京都大学生態学研究センター 川北篤研究室
  • URL: http://www.ecology.kyoto-u.ac.jp/~kawakita/kawakita/homu.html
• [備考] 川北篤研究室ホームページ
  • URL: http://www.ecology.kyoto-u.ac.jp/~kawakita/kawakita/homu.html