寄主-寄生者系の空間的プロセスと生態的・遺伝的多様性の維持機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044180
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嶋田 正和 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (40178950)
• 研究分担者: GODFRAY H.C. インペリアル, カレッジ 生物学科, 教授 ; HASSELL M.P インペリアル, カレッジ 生物学科, 主任教授 ; 巌佐 庸 九州大学, 理学部, 教授 (70176535)
• キーワード: 寄主 / 寄生者 / 個体群動態 / 系の持続性 / 共進化 / 時間構造 / 空間構造 / 寄主-寄生者群集

研究概要

代表者の嶋田は、寄主アズキゾウムシと2種の寄生蜂(コガネコバチA.c.、コマユバチH.p.)からなる実験系で長期にわたる共存を確認し、LENNSとRSMの両解析法によりアズキゾウムシとA.c.の時系列でカオスの発生を検出した。さらに、カオスを発生させる個体群機構を解明するため、嶋田は研究協力者の津田みどり、分担者のH.C.J.Godfrayとともに、時系列解析と齢構成モデルの双方向から解析を試みた。時系列解析は、いくつかの密度依存性を組み合わせた差分型モデルを用いて、複数の候補から対数尤度が最大となる最適モデルを選択した。齢構成モデルは、蜂の寄生選好性の違い(ニッチ分化)を表すより複雑な齢構成モデルである。両アプローチの結果、寄主-寄生蜂系の非平衡共存にもニッチ分化が重要であることが分かった。
また、嶋田は北アリゾナ大C.D.Johnson教授の強力を得て、新大陸におけるマメ科寄主-種子寄生性昆虫マメゾウムシの食う-食われる関係をもとに、群集の共進化的構造の生成過程を、ハワイ・アリゾナメキシコで研究した。その結果、新大陸では頻繁に寄主シフトが生じて、これが群集構造を複雑化していることが分かった。さらに、野性マメゾウムシの寄主利用に関する行動的側面も解析した。
分担者の巌佐は協力者の津田みどりと共に、寄主-寄生蜂実験系における局所的収容力の進化と動態の安定性を、進化的に安定なゲーム理論の観点から数理モデルで解明した。その結果、局所的収容力が寡占型になるほど動態の安定性が高まることが分かった。
M.P.HassellとH.C.J.Godffrayらは、さらに寄主-寄生者系の動態特性に関するモデル解析も行い、空間構造と時間構造の両効果を評価した。

研究成果

• [文献書誌] Shimada,M & Kurota,H.: "Larval travelling and resource monopolization by Bruchidius dorsalis larvae boring into host seeds,Gleditsia japonica." Researches on Population Ecology. 39(in press). (1997)
• [文献書誌] Ishihara,M.& Shimada,M.: "Bi- and Trivoltine complex life cycles in a Kanto (Japan) population of a wild bruchid Kytorhinus sharpianus." Entomologica experimentalis et applicata. 79. 247-253 (1996)
• [文献書誌] 嶋田正和: "分類学・系統進化学・生態学の接点を目指して:新大陸マメゾウムシ科の寄主植物利用から見た群集構造" JSPT Newsletter. 84. 6-12 (1996)
• [文献書誌] Iwasa,Y.,T.Kubo,N.van Dam,and T.J.de Jong: "Optimal level of chemical defense decreasing with leaf age." Theoretical Population Biology. (in press).
• [文献書誌] Tuda,M.& Iwasa,Y.: "Evolution of contest competition and its effect on hostparasitoid dynamics." Evolutionary Ecology. 11. (in press) (1997)
• [文献書誌] Wilson,H.B.,Hassell,M.P.& Godfray,H.C.J.: "Host-parasitoid food webs : dynamics,persistence and invasion." American Naturalist. 148. 787-806 (1996)
• [文献書誌] Yamauchi,A.,and Y.Iwasa: "Modelling for Biomass Dynamics and Herbivores-Vegetation Relationships in Grassland Ecosystems. (T.Okubo et al.監修)を分担執筆" Academic Press(印刷中),
• [文献書誌] Jones,T.H.and Hassell,M.P.: "Aspects in the Genesis and Maintenance of Biological Diversity (M.E.Hochberg,J.Clobert and R.Barbault監修)を分担執筆" Oxford University Press., 123-141