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複雑な花形態が適応的になる生態学的条件の解明: 種間比較・群集間比較を通じた検討

研究課題

研究課題/領域番号 19H03303
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

丑丸 敦史  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (70399327)

研究分担者 石井 博  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (90463885)
岡本 朋子  岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (50588150)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード複雑花 / 進化 / 送粉者 / 開花密度 / 送粉成功 / 単純花 / 花形質 / 花の多様性 / 花の撮影 / 花の複雑性指標 / 花色
研究開始時の研究の概要

本研究は、複雑な形をした花(複雑花)が、単純な形をした花(単純花)よりも適応的になる(より多く子孫を残せる)生態学的な条件を明らかにすることを目的とする。特に「複雑花は、同じ植物を選択的に訪花する性質(定花性)の強い送粉者へ花粉媒介を依存することで、植物の種多様性が高く、自種の開花密度の低い環境下で同種内送粉(自種の花を繰り返し訪れてもらうこと)を確実にするための適応である」という仮説を、複数の草原群集を詳細に調べ検証する。主に、「複雑花は単純花に比べて、定花性の強い昆虫により多く訪花され、競合する種が開花し、同種の開花密度の低い条件下でも確実に送粉に成功する」という予測を定量的に検証する。

研究成果の概要

本研究では、菅平高原で植物の花筒長・花色データを取得し、他の5調査地のデータと合わせて解析を行い、マルハナバチ類など大型ハナバチやチョウ類の訪花が多い群集では、複雑花が多くなり、複雑花では野外で定花性の強い大型ハナバチの訪花が多く、単純花では定花性がやや弱いハナアブや小型ハナバチに多く訪花されていた。複数の単純花で、自種開花密度の増加に伴い送粉者の訪花頻度と受粉量が増加した。一方、複雑花では自種開花密度が送粉者の訪花頻度や受粉量に影響なかった。以上は概ね仮説を支持し、複雑花が送粉者のスペシャリスト化により自種の開花密度に影響されず安定した繁殖を行うメリットを持つことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で取り組んだ課題は、総説論文等で繰り返し議論された重要性な課題であるが、野外における実証研究は非常に少なかった。本研究は、申請者らが長年蓄積してきたデータに新データを加えた新しいデータセットで花形質と送粉者相の解析を定量的に行い、曖昧な議論がなされてきた仮説の頑強性について検討できた。まず、野外においてマルハナバチ類が小型ハナバチやハナアブに比べて定花性が高いことを定量的に示した点は新規性が高い。さらに、複雑花が低密度環境下でも安定した送粉成功を得ることができる点を複数の種を比較しながら明らかにした点も、送粉生態学の重要課題を解くのに必要な成果を得ることができた

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Horizontal orientation facilitates pollen transfer and rain damage avoidance in actinomorphic flowers of <i>Platycodon grandiflorus</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Nakata T.、Rin I.、Yaida Y. A.、Ushimaru A.
    • 雑誌名

      Plant Biology

      巻: published 号: 5 ページ: 798-805

    • DOI

      10.1111/plb.13414

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intersexual flower differences in an andromonoecious species: small pollen‐rich staminate flowers under resource limitation2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami K.、Katsuhara K. R.、Ushimaru A.
    • 雑誌名

      Plant Biology

      巻: 24 号: 2 ページ: 259-265

    • DOI

      10.1111/plb.13383

    • NAID

      120007188914

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covering and shading by neighbouring plants diminish pollinator visits to and reproductive success of a forest edge specialist dwarf species2021

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru A.、Rin I.、Katsuhara K. R.
    • 雑誌名

      Plant Biology

      巻: 23 号: 5 ページ: 711-718

    • DOI

      10.1111/plb.13267

    • NAID

      120007144971

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 花形態の複雑化が開花密度-繁殖成功関係へもたらす影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤秋周, 丑丸敦史, 川上風馬, 中土井洋平太, 朝田愛理, 石井博, 白鳥裕太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] ジェネラリスト送粉者は、個体レベルではスペシャリストであるのか?2023

    • 著者名/発表者名
      瀬尾夏未, 丑丸敦史, 石井博
    • 学会等名
      日本生態学会第70回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 送粉者相の違いが開花密度-繁殖成功関係にもたらす影響2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤秋周, 中田泰地, 川上風馬, 村上渚, 朝田愛理, 増田祐季, 大谷素司, 白鳥裕太郎, 石井博, 丑丸敦史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 圃場整備と耕作放棄が水田畦畔の植物-送粉者ネットワークと送粉サービスに与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      冨田誠之, 平山楽, 丑丸敦史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スキー場草地での植生再生過程における送粉ネットワーク構造・植物の繁殖成功の変化2022

    • 著者名/発表者名
      平山楽, 田中健太, 石井博, 丑丸敦史
    • 学会等名
      日本生態学会第69回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 都市水田植物群集における送粉者および送粉サービス2021

    • 著者名/発表者名
      丑丸敦史
    • 学会等名
      日本生態学会関東地区会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水田における土地利用の変化が畦畔の植物-送粉者ネットワークの構造に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      冨田誠之、平山楽、 丑丸敦史
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カラスウリの花におけるフリンジ状花弁の適応的意義2020

    • 著者名/発表者名
      瀬尾夏未、 船本大智、 阪上洸多、丑丸敦史
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 訪花者群集の組成に応じた、植物群集の花形質組成2020

    • 著者名/発表者名
      石井博、 辻本翔平、 丑丸敦史、工藤岳
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Community-wide difference in floral traits between continental and oceanic island coastal plants.2019

    • 著者名/発表者名
      Atushi Ushimaru, Masayoshi K. Hiraiwa
    • 学会等名
      Island biology 2019: III International Conference on Island Evolution, Ecology, and Conservation.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Grasslands and shrublands in Japan. pp xx-xx. in Goldstein MI & DellaSala L (eds.) in press. The Encyclopedia of the World's Biomes2019

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru A, Uchida K, Ikegami M and Suka T
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 生物多様性研究室ホームページ

    • URL

      https://www2.kobe-u.ac.jp/~ushimaru/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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