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近縁な寄主植物への隠蔽的な局所適応が植食性昆虫の種分化を促す効果の検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K06803
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関山形大学

研究代表者

藤山 直之  山形大学, 理学部, 教授 (90360958)

研究分担者 松林 圭  九州大学, 基幹教育院, 助教 (60528256)
横山 潤  山形大学, 理学部, 教授 (80272011)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード植食性昆虫 / 寄主植物 / 局所適応 / 生息場所隔離 / 移入者の生存不能 / ヤマトアザミテントウ / アザミ類 / 生態的種分化 / 生殖隔離
研究開始時の研究の概要

異なる寄主植物への局所適応は植食性昆虫の多様化を強く促進してきた。従来、科や属レベルで異なる植物が関与する“顕在的な”局所適応が注目されてきたが、局所適応は同属または同種植物の地域集団など、より近縁な植物群に対しても頻繁に生じることが予測される。
本研究では、東北地方に分布するヤマトアザミテントウとその寄主植物であるアザミ属の種/種内集団を対象に、「近縁な寄主植物に対する局所適応が植食性昆虫の種分化を促進している」という仮説を検証する。野外調査と室内実験により局所適応の実態を解明したうえで、網室への放虫実験により局所適応が集団間の生殖隔離をもたらすことを実証する。

研究成果の概要

ヤマトアザミテントウとその寄主植物であるアザミ類を対象として研究を進めた。アザミの種/地域集団に対してテントウ集団が示す選好性と成育能力に関して、様々な程度の局所適応が生じていることが明らかになった。局所適応により発達する生殖的障壁の強度の見積もったところ、生殖隔離の強度は集団間で非対称でありながら全体として0.5程度であった。テントウ集団は隠蔽的な局所適応を介した種分化の途上であると捉えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近縁な寄主植物に対して生じる昆虫の局所適応は、隠蔽的に生じることから、その普遍性や意義に関する理解が大きく遅れている。本研究では、そのような隠蔽的な局所適応がどのように生じているかを詳細に明らかにしたとともに、局所適応がどの程度昆虫集団間の生殖的障壁の発達(=種分化)を促しているかを定量的に評価することができた。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] エゾアザミテントウによるコバナアザミへの局所適応2023

    • 著者名/発表者名
      藤山直之
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 77(1) ページ: 33-39

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Host-use ability of a population of the herbivorous ladybird beetle Henosepilachna vigintioctomaculata depending on Solanum megacarpum in northern Honshu, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fujiyama
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: 25 号: 3

    • DOI

      10.1111/ens.12511

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryptic local adaptation of the herbivorous ladybird beetle Henosepilachna pustulosa in the ability to use the thistle Cirsium boreale2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiyama Naoyuki, Kawasaki Jun‐ichi, Katakura Haruo
    • 雑誌名

      Entomologia Experimentalis et Applicata

      巻: 170 号: 1 ページ: 23-31

    • DOI

      10.1111/eea.13111

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A solanum beetle on a fabaceous weed: a consequence of the disappearance of an alien host plant from a habitat2020

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fujiyama, Sih Kahono
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Entomology (New Series)

      巻: 23 ページ: 54-58

    • NAID

      130008106669

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ニジュウヤホシテントウの寄主幅拡大2019

    • 著者名/発表者名
      藤山直之
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 54(13) ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オオニジュウヤホシテントウによる外来植物ワルナスビへの適応は進行するのか?2023

    • 著者名/発表者名
      樋口眞人,藤山直之
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 寄主植物であるアザミへの局所適応はヤマトアザミテントウ集団間にどれほどの隔離障壁を生じさせているのか-網室実験による検証-2022

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝,中田要,藤山直之
    • 学会等名
      日本昆虫学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナンブアザミ節キタカミアザミ亜節に属する4倍体アザミ類の起源に関する予察的研究2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木瑛介,奥谷友里加,横山潤
    • 学会等名
      東北植物学会第12回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植食性テントウにおける寄主植物への局所適応は地点間の距離とは独立に生じている?2022

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝, 松林圭, 藤山直之
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Local adaptation of Henosepilachna niponica (Coleoptera: Coccinellidae) to its host plants Cirsium spp. as allopatric development of ecological isolation - I. Larval development2021

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fujiyama, Daiki Nakasone, Kei Matsubayashi, Jun Yokoyama
    • 学会等名
      Virtual Evolution 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local adaptation of Henosepilachna niponica (Coleoptera: Coccinellidae) to its host plants Cirsium spp. as allopatric development of ecological isolation - II. Adult preference2021

    • 著者名/発表者名
      Daiki Nakasone, Naoyuki Fujiyama, Kei Matsubayashi, Jun Yokoyama
    • 学会等名
      Virtual Evolution 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヤマトアザミテントウにおける局所適応に寄主の季節消長は関与しているのか?2021

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝, 松林圭, 藤山直之
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヤマトアザミテントウにおける寄主植物への局所適応は“移入者の生存不能”として働き得るか?2020

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝, 松林圭, 藤山直之
    • 学会等名
      日本生態学会東北地区会第65回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 東北地方のヤマトアザミテントウによる別種・同種のアザミ集団への非対称な局所適応2020

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝・松林圭・藤山直之
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 東北地方のヤマトアザミテントウが寄主への適応において示す局所適応の様相2019

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝・松林圭・藤山直之
    • 学会等名
      東北昆虫学会第2回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アザミテントウで生じている寄主植物への隠蔽的な局所適応2019

    • 著者名/発表者名
      藤山直之
    • 学会等名
      日本昆虫学会第79回大会,小集会「DNAから紐解く昆虫の不思議な世界-多様性の進化-」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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