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2015 年度 実績報告書

周期植物の進化史の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J03600
研究機関静岡大学

研究代表者

柿嶋 聡  静岡大学, 創造科学技術大学院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード生活史 / 一斉開花 / 種分化 / 交雑 / 周期性 / 同調性 / キツネノマゴ科 / 生物時計
研究実績の概要

周期生物とは2年以上の決まった周期で集団が一斉に繁殖を行ない、死んでしまう生物である。本研究課題では、6年周期で一斉開花・枯死するコダチスズムシソウを材料に、周期植物の進化史を解明することを目的として、理論研究と実証研究を平行して行うことにより、研究を進めた。
理論研究として、コダチスズムシソウの周期的一斉開花の進化要因を理論的に検証した。一斉開花の進化要因として有力とされる捕食者飽和説、受粉効率説に加え、新たに提唱した「近縁種との繁殖干渉仮説」について、数理モデルを作成し、シミュレーションを行った。その結果、一斉開花の同調性の進化には捕食者飽和説、受粉効率説の両方が貢献しうる一方で、同調性の獲得よりも広範な条件で同調性が維持されることが示唆された。さらに、繁殖干渉が存在する場合には、コダチスズムシソウが6年開花型に進化することで近縁種と共存可能になった可能性が示唆された。
実証研究として、野外調査、遺伝的な解析を行った。沖縄県での野外調査を7回、台湾での野外調査を2回行い、生活史の観察、訪花昆虫調査、種子食害率調査、遺伝的解析用サンプルの採集などを行った。これまでの生活史の観察から、沖縄本島のコダチスズムシソウとは異なり、八重山諸島では一斉開花せず、開花後にほとんどの個体が枯死するが少数の個体は生存していた。さらに、台湾では一斉開花せず、多くの個体が開花後も生存したことから、種内でも地域間で生活史に多型が存在することが明らかとなった。また、これまでの野外調査からの予測通り、2015~2016年の冬にコダチスズムシソウの一斉開花が観察され、コダチスズムシソウと近縁種オキナワスズムシソウの繁殖干渉の有無を検証した。遺伝的な解析では、RAD-seqを行い、集団間、ブルード間に加え、地域間(沖縄本島、八重山諸島、台湾)の遺伝的な分化を検証した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 国立自然科学博物館/国立台湾師範大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立自然科学博物館/国立台湾師範大学
  • [国際共同研究] University of Connecticut/California State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Connecticut/California State University
  • [国際共同研究] University of the Philippines(フィリピン)

    • 国名
      フィリピン
    • 外国機関名
      University of the Philippines
  • [国際共同研究] LIPI(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      LIPI
  • [国際共同研究] University of Basel(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Basel
  • [雑誌論文] Host-parasite Red Queen dynamics with phase-locked rare genotypes2016

    • 著者名/発表者名
      Jomar F. Rabajante, Jerrold M. Tubay, Hiromu Ito, Takashi Uehara, Satoshi Kakishima, Satoru Morita, Jin Yoshimura, Dieter Ebert
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 2 ページ: e1501548

    • DOI

      10.1126/sciadv.1501548

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geographic body size variation in the periodical cicadas Magicicada: implications for life cycle divergence and local adaptation.2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Koyama, Hiromu Ito, Satoshi Kakishima, Jin Yoshimura, John R. Cooley, Chris Simon, Teiji Sota.
    • 雑誌名

      Journal of evolutionary biology

      巻: 28 ページ: 1270-1277

    • DOI

      10.1111/jeb.12653

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolution of periodicity in periodical cicadas2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Ito, Satoshi Kakishima, Takashi Uehara, Satoru Morita, Takuya Koyama, John R. Cooley, Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 14094

    • DOI

      10.1038/srep14094

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microhabitat locality allows multi-species coexistence in terrestrial plant communities2015

    • 著者名/発表者名
      Jerrold M. Tubay, Keisuke Suzuki, Takashi Uehara, Satoshi Kakishima, Hiromu Ito, Atsushi Ishida, Katsuhiko Yoshida, Shigeta Mori, Jomar F. Rabajante, Satoru Morita, Masayuki Yokozawa, Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 15376

    • DOI

      10.1038/srep15376

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The contribution of seed dispersers to tree species diversity in tropical rain forests2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kakishima, Satoru Morita, Katsuhiko Yoshida, Atsushi Ishida, Saki Hayashi, Takahiro Asami, Hiromu Ito, Donald Miller III, Takashi Uehara, Shigeta Mori, Eisuke Hasegawa, Kenji Matsuura, Eiiti Kasuya, Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 2 ページ: 150330

    • DOI

      10.1098/rsos.150330

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First record of dusky woodswallow (Artamus cyanopterus) in New Zealand2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kakishima, Tomoe Morimoto
    • 雑誌名

      Notornis

      巻: 62 ページ: 231-232

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 痩果と流水中に漂う稈に生じる無性芽を併用したハタベカンガレイの二刀流繁殖戦略2015

    • 著者名/発表者名
      北村孔志, 柿嶋聡, 吉村仁, 泰中啓一
    • 雑誌名

      莎草研究

      巻: 19 ページ: 41-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 北米東部に周期ゼミと蝶を訪ねて2015

    • 著者名/発表者名
      柿嶋 聡
    • 雑誌名

      Butterflies

      巻: 68 ページ: 50-57

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 個体ベースモデルを用いた6年周期一斉開花の進化における繁殖干渉仮説の検証2015

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡、高橋 尚也、渥美 宏太、内貴 章世、西田 佐知子、吉村 仁
    • 学会等名
      第47回種生物学シンポジウム
    • 発表場所
      かんぽの宿岐阜羽島(岐阜県羽島市)
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-06
  • [学会発表] 種間交雑現象による植物の多様化に関する進化生態学的研究2015

    • 著者名/発表者名
      柿嶋 聡
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
    • 招待講演

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公開日: 2016-12-27   更新日: 2022-03-01  

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