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クローナル生物共存の生態機構解明と遺伝基盤:絶対単為生殖型ミジンコを用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H02522
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生態・環境
研究機関東北大学

研究代表者

占部 城太郎  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50250163)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
43,030千円 (直接経費: 33,100千円、間接経費: 9,930千円)
2018年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2017年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2016年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワードミジンコ / 遺伝的多様性 / 多種共存機構 / 消費型競争 / 休眠卵 / ニッチ分化 / 遺伝率 / 侵入種 / 種内競争 / ゲノム生態 / 休眠卵生産 / 湖沼 / ニッチ / 共存機構 / クローン生物 / 生殖様式 / 進化 / 外来種
研究成果の概要

生活空間や資源要求が良く似た生物が、潜在的に種間競争が強く働くにも関わらず、長期にわたって共存することは稀ではない。本研究は、 日本に侵入した絶対単為生殖型ミジンコを対象に、侵入後に進化した遺伝子型(クローナル個体群)の多様性や生態特性を調べることで、競争にも関わらず多様なクローナル個体群が維持され共存している仕組みを解析した。遺伝子解析、形質解析及び個体群動態の解析から、本種の休眠卵生産は容易に変化しやすい形質であり、競争に劣位なクローナル個体群は、休眠卵生産を高めることで競争を避け、競争優位なクローナル個体群と共存していることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

限られた資源や生息空間では、競争が激化するため、競争に優位な種だけが生残するようになり、結果として種多様性は減少する。しかし、野外個体群では、潜在的に競争関係にある種の共存は稀ではない。本研究では、多様な個体群が共存できる仕組みとして様々な説の中から、競争劣位種が休眠卵生産を高めることで絶滅を逃れ、長期共存を可能にし、集団の多様性を維持していることを明らかにした。この結果は、これまで多種共存について注目されてこなかったStorage仮説を支持するものであり、休眠ステージが競争回避や生息場所の種多様性維持に重要な機能を果たしていることを示している。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] The role of spatial and temporal variations in habitat uses and food habits of larvae in persistent occurrence of multiple odonate species in Mizorogaike Pond, Kyoto, Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada, S., R. Tsujino, Y. Takemon, J. Urabe.
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 20 号: 2 ページ: 181-190

    • DOI

      10.1007/s10201-018-0564-0

    • NAID

      40021862113

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rediscovery after almost 120 years: morphological and genetic evidence supporting the validity of Daphnia mitsukuri (Crustacea: Cladocera).2018

    • 著者名/発表者名
      Maruoka, N., H. Ohtsuki, W. Makino, J. Urabe
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 35 号: 5 ページ: 468-475

    • DOI

      10.2108/zs170081

    • NAID

      210000170748

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A shady phytoplankton paradox: when phytoplankton increases under low light.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamichi M, Kazama T, Tokita K, Katano I, Doi H, Yoshida T, Hairston Jr NG, Urabe J.
    • 雑誌名

      Proc. R. Soc. B

      巻: 285 号: 1882 ページ: 20181067-20181067

    • DOI

      10.1098/rspb.2018.1067

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding the stoichiometric limitation of herbivore growth: the importance of feeding and assimilation flexibilities.2018

    • 著者名/発表者名
      Jotaro Urabe, Yuichiro Shimizu, Toshiyasu Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 21 号: 2 ページ: 197-206

    • DOI

      10.1111/ele.12882

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Will Invertebrates Require Increasingly Carbon-Rich Food in a Warming World?2017

    • 著者名/発表者名
      Thomas R. Anderson, Dag O. Hessen, Maarten Boersma, Jotaro Urabe, Daniel J. Mayor
    • 雑誌名

      The American Naturalist

      巻: 190 号: 6 ページ: 725-742

    • DOI

      10.1086/694122

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] pH as a key factor defining the niche space of the alpine crustacean species Daphnia tanakai.2017

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi, T., H. Togachi, S. Okubo, Y. Tsuchiyama, H. Yamaguchi, J. Hidema, J. Urabe.
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 62 号: 1 ページ: 189-199

    • DOI

      10.1002/lno.10385

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ミジンコの微胞子虫感染率とその致命率は栄養条件に依存するか2019

    • 著者名/発表者名
      乗松大智, 占部城太郎, 大槻朝
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミジンコの任意共生微生物は垂直伝播しているか?2019

    • 著者名/発表者名
      市毛崚太郎, 張セン, 大槻朝, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生活史形質の分散・共分散からみた外来ミジンコの侵入後の放散と進化2019

    • 著者名/発表者名
      豊田真樹, 田暁飛, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 年縞堆積物を用いた過去の植物プランクトン群集構造の復元の試み2018

    • 著者名/発表者名
      木村成子, 大竹裕里恵, 大槻 朝, 占部城太郎, 吉田天士, 左子芳彦, 田辺祥子, 吉田丈人
    • 学会等名
      日本陸水学会 第 83 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 湖沼形成期からの富栄養化過程とそれに伴う枝角類群集の長期変動: 年縞堆積物と 生物遺骸を用いた検証2018

    • 著者名/発表者名
      大竹裕里恵, 木村成子, 大槻 朝, 占部城太郎, 吉田天士, 八木明彦, 吉田丈人
    • 学会等名
      日本陸水学会 第 83 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 全ゲノム比較解析によるミジンコDaphnia pulex日本集団の遺伝的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大槻 朝, 乗松 大智, 牧野 能士, 牧野 渡, 占部 城太郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会 第41回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 全ゲノム比較解析より判明した日本侵入後に生じたミジンコDaphnia pulexの遺伝的変異2018

    • 著者名/発表者名
      大槻朝・乗松大智・牧野能士・牧野渡・占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアDNA解析によるミジンコDaphnia.pulex各系統の日本への侵入年代推定2018

    • 著者名/発表者名
      乗松大智・大槻朝・占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 起死回生するミジンコ: 被食者の体サイズ・密度と擬死時間との関係2018

    • 著者名/発表者名
      山田紗友美・占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 至適温度からみた侵入種Daphnia pulexと在来Daphnia種のニッチ重複度2018

    • 著者名/発表者名
      丸岡奈津美・占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トレンドとイベントから成る長期環境変動に対するプランクトン群集の応答:年縞堆積物を用い過去に遡る2018

    • 著者名/発表者名
      大竹裕里恵,・大槻朝・占部城太郎・木村成子・山田和芳・吉田丈人
    • 学会等名
      日本生態学会札幌大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミジンコのクローン分布の広さは競争能力を反映しているのか?2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡奈津美, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第64回全国大会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 小湖沼におけるハリナガミジンコ個体群の長期的変動:遺伝構造の季節性はなぜ年により異なるのか?2017

    • 著者名/発表者名
      柳沼康平, 八巻圭佑, 熊谷仁志, 牧野渡, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第64回全国大会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 日本におけるD. pulex のクローン分布を決める要因: 種内競争 能力からの考察2017

    • 著者名/発表者名
      丸岡奈津美・占部城太郎
    • 学会等名
      日本陸水学会仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Phenolgy of zooplankton : Relative importance of temporal scales in the variation2017

    • 著者名/発表者名
      Perera Ishara Uhanie ・Urabe,Jotaro ・Makino,Wataru ・ Maruoka,Natsumi
    • 学会等名
      日本陸水学会仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミジンコの成長に及ぼす自生性と外来性有機物の栄養評価2017

    • 著者名/発表者名
      野口拓水・風間健宏・平間文也・Tyler Tappenback・土居秀幸・片野泉・吉田 丈人・山道真人・James Elser ・占部城太郎
    • 学会等名
      日本陸水学会仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミジンコの適応度に及ぼす腸内細菌2017

    • 著者名/発表者名
      張セン・占部城太郎・牧野渡・大槻朝
    • 学会等名
      日本陸水学会仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 長野県深見池における長期環境変動と枝角類群集の形成過 程:年縞堆積物による長期動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      大竹裕里恵・大槻朝・占部城太郎・木村 成子・山田和芳・吉田丈人
    • 学会等名
      日本陸水学会仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 小湖沼のDaphnia dentifera個体群における遺伝構造の経年変化;優占クローンはなぜ毎年交代しないのか2016

    • 著者名/発表者名
      柳沼康平,八巻圭佑,熊谷仁志,牧野渡,占部城太郎
    • 学会等名
      日本陸水学会81回大会
    • 発表場所
      琉球大学、沖縄
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝解析より明らかとなった日本に産するDaphnia obtusaの正体2016

    • 著者名/発表者名
      丸岡奈津美,大槻朝,牧野渡,鏡味麻衣子,占部城太郎
    • 学会等名
      日本陸水学会81回大会
    • 発表場所
      琉球大学、沖縄
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ミツクリミジンコ120年ぶりの発見

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2018/07/press20180725-01-mijinko.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 浅い湖沼では光が減ると水質が悪化する~湖底の水草と水中の植物プランクトンの予想外な関係が判明~

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2018/07/press20180704-01.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 不足する栄養を満たす植食者の柔軟な方法-ミジンコを使った実験で解明-

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/12/press20171219-01.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 絶対単為生殖のミジンコ 米からの帰化種

    • URL

      http://tohokuecology.jp/urabe/Project6.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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