外来アリの侵略機構の一般的解明：日本からの侵入者に焦点を当て

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02652
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 辻 瑞樹 琉球大学, 農学部, 教授 (20222135)
• 研究分担者: 松浦 健二 京都大学, 農学研究科, 教授 (40379821) ; 秋野 順治 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (40414875) ; 立田 晴記 琉球大学, 農学部, 教授 (50370268) ; 土畑 重人 京都大学, 農学研究科, 助教 (50714995) ; 下地 博之 関西学院大学, 理工学部, 助教 (50726388) ; 菊地 友則 千葉大学, 海洋バイオシステム研究センター, 准教授 (80608547) ; ヤン チンチェン 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (80789777) ; 五箇 公一 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 室長 (90300847)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 外来生物 / アリ / 生物学的侵略 / 生態 / 環境 / 社会性昆虫 / 生物多様性

研究実績の概要

生物学的侵略機構の研究には自然分布域と侵入域の比較が不可欠である。日本ではあまり知られていないが、近年北米で日本由来の複数の外来アリ種による環境被害が広がっている。しかし皮肉にもこれは日本の研究者にとって居ながらにして侵略アリの自然個体群情報を収集できる絶好の機会である。そこで、本研究では侵略的外来昆虫研究の日米のエキスパートが協力し、これら日本からの侵入者の生態・行動・遺伝情報を侵入先と自然分布域である日本国内で徹底比較する。さらに広大な国土を持つ米国で日本では不可能な野外実験を行う。既存の諸学説を整理しながら網羅的にテストすることで外来アリの侵略機構に関する一般論を導く。以上の目的で研究を始めたが、初年度冒頭に代表者の不測の病気が発覚し研究が遅延した。そこで、２年度目以降は遅れを取り戻すべく主として以下の研究を鋭意進めている。まず、米国側のカウンターパートと協力し、オオハリアリ、アメイロアリ、トビイロシワアリの各国個体群の基礎データを収集した。とくにトビイロロシワアリの炭化水素データを重点的に収集した。また多数外来アリが分布する沖縄では外来アリと在来アリの比較研究を室内および野外で進め、外来種を含むアリには採餌機能に関する複雑なトレードオフが存在することを立証した。また、日米比較の最大の成果として、オオハリアリが侵入前の原産地である日本国内においても侵略先の米国個体群と同様に、高度な巣内近親交配を行なっていることを明らかにし国際誌に発表した。これは近親交配耐性が侵略の前適応であることを示した世界初の成果である。また、テキサスのフィールドに研究代表者が研究室の学生らとともに訪問し実験のプロットを設置しており、2017年夏に２度襲来したハリケーンのため野外プロットが水没した遅れを取り戻すべく鋭意研究を進めている。H30年度にはプロットを再設置した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

初年度の遅れを２年度目でほぼ取り戻したが、３年度目には海外プロットが自然災害により破壊され再度研究が遅れた。処理後一定期間後の観察が必要な野外実験であるゆえこの遅れは影響している。

今後の研究の推進方策

このまま進める。期間内に野外調査が終了しなかった場合は、別途研究費獲得に励む。

研究成果

• [国際共同研究] Texas A & M University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Texas A & M University
• [国際共同研究] North Carolina State University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: North Carolina State University
• [雑誌論文] Reproductive interference in livebearing fish: the male guppy is a potential biological agent for eradicating invasive mosquitofish. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsurui-Sato, K., Fujimoto, S., Deki,O., Suzuki, T., Tatsuta, H, Tsuji, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 5439
  • DOI: 10.1038/s41598-019-41858-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence for frequency-dependent selection maintaining polymorphism in the Batesian mimic Papilio polytes in multiple islands in the Ryukyus, Japan. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsurui-Sato, K., Sato, Y., Kato, E., Katoh, M., Kimura, R., Tatsuta, H., Tsuji, K.
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 2019 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1002/ece3.5182.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory mechanism predates the evolution of self-organizing capacity in simulated ant-like robots. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa R, Ichinose G, Dobata S
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 ページ: 25
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0276-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adaptive switch to sexually dimorphic movements by partner-seeking termites. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizumoto N, Dobata S
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seasonal and temporal variations in colony-level foraging activity of a queenless ant, Diacamma sp., in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: 1.Win, AT ; Machida, Y ; Miyamoto, Y ; Dobata, S ; Tsuji, K
  • 雑誌名: Journal of Ethology 巻: 36(3) ページ: 277-282
  • DOI: 10.1007/s10164-018-0558-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome characterization of male accessory glands in ants to identify molecules involved in their reproductive success. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gotoh, A., Shigenobu, S., Yamaguschi, K., Kobayashi, S., Ito, F., Tsuji, K.
  • 雑誌名: Insect Molecular Biology 巻: 27(2) ページ: 212-220
  • DOI: 10.1111/imb.12364
  • 査読あり
• [雑誌論文] The presence of an alternative food source changes the tending behavior of the big-headed ant, Pheidole megacephala (Hymenoptera: Formicidae) on Dysmicoccus brevipes (Homoptera:Pseudococcidae). (2018)
  • 著者名/発表者名: Win, A. T., Kinoshita, T., Tsuji, K.
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 巻: 53(2) ページ: 253-258
  • DOI: 10.1007/s13355-018-0553-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Controlling invasive ant species: a theoretical strategy for efficient monitoring in the early stage of invasion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ujiyama, S., Tsuji, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 8033
  • DOI: 10.1038/s41598-018-26406-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inbreeding tolerance as a pre-adapted trait for invasion success in the invasive ant Brachyponera chinensis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Eyer, P.-A., Matsuura, K., Vargo, E. L., Kobayashi, K., Yashiro, T., Suehiro, W., Himuro, C., Yokoi, T., Guénard, B., Dunn, R. R., Tsuji, K.
  • 雑誌名: Molecular Ecology 巻: 27 ページ: 4711-4724
  • DOI: 10.1111/mec.14910
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 日本の外来生物対策最前線 (2018)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 雑誌名: 港湾 巻: 2018年9月号 ページ: 10-15
• [雑誌論文] 外来生物の防除対策における課題 (2018)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 雑誌名: 私たちの自然 巻: 2018年月7・8月合併号 ページ: 16-17
• [雑誌論文] Highly diversified population structure of the spider Lycosa ishikariana inhabiting sandy beach habitats. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanikawa A, A, Shinkai, H Tatsuta, T Miyashita
  • 雑誌名: Conservation Genetics 巻: 19 ページ: 255-263
  • DOI: 10.1007/s10592-017-0996-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative toxicities of silver nitrate, silver nanocolloids, and silver chloro-complexes to Japanese medaka embryos, and later effects on population growth rate. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kataoka C, Y Kato, T Ariyoshi, M Takasu, T Narazaki, S Nagasaka, H Tatsuta, S Kashiwada
  • 雑誌名: Environmental Pollution 巻: 233 ページ: 1155-1163
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2017.10.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometric morphometrics in entomology: Basics and applications. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatsuta H, KH Takahashi, Y Sakamaki
  • 雑誌名: Entomological Science 巻: 21 ページ: 164-184
  • DOI: 10.1111/ens.12293
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative chromosome mapping study in Japanese Podismini grasshoppers (Orthoptera: Acrididae: Melanoplinae). (2018)
  • 著者名/発表者名: Grzywacz B*, H Tatsuta, K Shikata, E Warchalowska-Sliwa
  • 雑誌名: Cytogenetic and Genome Research 巻: 154 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1159/000487063
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Host plants influence female oviposition and larval performance in West Indian sweet potato weevils Euscepes postfasciatus (Coleoptera: Curculionidae). (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsurui K, N Kumano, A Honma, T Matsuyama, D Haraguchi, K Teruya, T Toyosato, H Tatsuta
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 巻: 53 ページ: 107-115
  • DOI: 10.1007/s13355-017-0535-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultraviolet exposure has an epigenetic effect on a Batesian mimetic trait in the butterfly Papilio polytes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato M, H Tatsuta, K Tsuji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 13416
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31732-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Colony structure and life history of Lioponera daikoku (Formicidae: Dorylinae). (2018)
  • 著者名/発表者名: Idogawa N, Dobata S
  • 雑誌名: Asian Myrmecology 巻: 10 ページ: e010006
  • DOI: 10.20362/am.010006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Copy if dissatisfied, innovate if not: contrasting egg-laying decision making in an insect. (2018)
  • 著者名/発表者名: Otake R, Dobata S
  • 雑誌名: Animal Cognition 巻: 21(6) ページ: 805-812
  • DOI: 10.1007/s10071-018-1212-0
  • 査読あり
• [学会発表] アリ群集における採餌パフォーマンス間のトレードオフ仮説の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 野中春日, 下地博之, 辻 和希
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会 （神戸国際センター）
• [学会発表] アリ群集における種内および種間競争の定量 (2019)
  • 著者名/発表者名: 植松 潤平, 辻 和希
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会 （神戸国際センター）
• [学会発表] シロオビアゲハにおけるモデル密度に依存したベイツ型擬態多型の進化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鶴井 香織, 佐藤 行人, 加藤 絵美, 加藤 三歩, 木村 亮介, 立田 晴記, 辻 和希
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会 （神戸国際センター）
• [学会発表] 沖縄島における外来種間の関係：グッピーからカダヤシへの繁殖干渉 (2019)
  • 著者名/発表者名: Deki, O., Tsurui, K., Fujimoto, S., Tatsuta, H., Tsuji, K.
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会 （神戸国際センター）
• [学会発表] ヒアリの定着初期における緊急防除対策 (2019)
  • 著者名/発表者名: 有子山俊平, 辻 和希
  • 学会等名: 第６３回日本応用動物昆虫学会大会 （筑波大学第２エリア）
• [学会発表] 動物社会の更生プログラム～懲罰から社会復帰まで～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 篠田梨奈，辻和希，菊地友則
  • 学会等名: 第６３回日本応用動物昆虫学会大会 （筑波大学第２エリア）
• [学会発表] Molecular markers of chromosome evolution in Podismini grasshoppers (Orthoptera, Acrididae, Podisminae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Bugrov A, Jetybayev I, Buleu O, Warchalowska-Sliwa E, Grzywacz B, Tatsuta H
  • 学会等名: 13th International Congress of Orthopterology
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular phylogeny of the Japanese Podismini (2019)
  • 著者名/発表者名: Grzywacz B, Tatsuta H
  • 学会等名: 13th International Congress of Orthopterology
  • 国際学会
• [学会発表] What we know about Podisma sapporensis: Evidence from a long term investigation (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuta H, Bugrov AG, Kageyama D, Warchalowska-Sliwa E, Akimoto S
  • 学会等名: 13th International Congress of Orthopterology
  • 国際学会
• [学会発表] 集会企画：生態学的階層を超えて：適応進化から群集動態への展望 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山尾僚・小林和也・土畑重人
  • 学会等名: 日本生態学会第66回全国大会 神戸市
• [学会発表] A society with queens but without males: genetic structure of the ant Monomorium triviale (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoto Idogawa, Shigeto Dobata
  • 学会等名: 日本生態学会第66回全国大会 神戸市
• [学会発表] Patterns of nutritional manipulation during reproductive caste determination in social insects (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigeto Dobata
  • 学会等名: 日本生態学会第66回全国大会 神戸市
• [学会発表] ワーカーが勝つか 幼虫が勝つか：カースト運命をめぐる社会コンフリクトのベイズ推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 土畑重人
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] メタゲノム解析によって明らかにされたアリのバクテリア叢の多様性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 下地 博之、伊藤 英臣、松浦 優、菊池 義智
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会、神戸市
• [学会発表] アルゼンチンアリの防除成功事例―関東から関西へ (2019)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 学会等名: 第66回日本生態学会大会、神戸市
• [学会発表] 国立環境研究所におけるヒアリ・アルゼンチンアリ等の外来アリ類防除対策 (2019)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一・坂本佳子・坂本洋典
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会、筑波大
• [学会発表] Decision making of ants in heterogeneous environments in relation to monodomy and polydomy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, K., Win, A.T., Dobata, S.
  • 学会等名: XVIII th International Congress of IUSSI (in Brazil)
  • 国際学会
• [学会発表] Globalization and invasive ants: polydomy as an enigmatic characteristics (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, K. , Win, A.T.
  • 学会等名: The 3rd Asia Research Node Symposium on Humanosphere Science (in Taiwan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アリ社会の裏にある「裏切り者の取り締まり」と自己組織化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 辻 和希
  • 学会等名: 慶應義塾大学自然科学研究教育センター主催昆虫科学シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] アリは暗黒の中でいかに「社会の大きさ」を知るの？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 辻 和希
  • 学会等名: 散逸構造・カオス・複雑系シンポジウム （早稲田大学）
  • 招待講演
• [学会発表] アリにおける多巣性と単巣性の間の環境変動緩衝機能の差異 (2018)
  • 著者名/発表者名: 辻 和希, ウイン AT
  • 学会等名: SCI’18第62回システム制御情報学研究会(2018京都）
• [学会発表] The fire ants: Integrating Basic and Applied Research (as organizer) (2018)
  • 著者名/発表者名: Dobata, S
  • 学会等名: The 8th EAFES (East Asian Federation of Ecological Societies) 名古屋大学
  • 国際学会
• [学会発表] 進化する群ロボットにおける「調節メカニズム」の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤澤隆介，一ノ瀬元喜，土畑重人
  • 学会等名: 第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18) 京都市
• [学会発表] Caste-biased movements by termites in isolation (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoji H, Mizumoto N, Oguchi K, Dobata S
  • 学会等名: 第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18) 京都市
• [学会発表] Evolutionary branching of defectors and cooperators in fission reproducing groups: an infectious-disease approximation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ujiyama S, Dobata S, Ohtsuki H, Tsuji K
  • 学会等名: 第20回日本進化学会大会 東京大学
• [学会発表] 系統分岐と絶滅をつかさどる社会進化：系統淘汰からのアプローチ (2018)
  • 著者名/発表者名: 土畑重人
  • 学会等名: 第20回日本進化学会大会 東京大学
• [学会発表] 集団的意思決定下の往来におけるアリ個体間の優先順位行動ルールの解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 庄司一貴・藤澤隆介・土畑重人
  • 学会等名: 日本動物行動学会第37回大会
• [学会発表] シンポジウム企画：行動から群集へ：多種共存の促進と阻害に行動生態学的形質が及ぼす効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 土畑重人
  • 学会等名: 日本動物行動学会第37回大会
• [学会発表] Hidden diversity under ground: ant- and nest-associated bacterial communities revealed by meta-genomic analyses (2018)
  • 著者名/発表者名: 下地 博之、伊藤 英臣、松浦 優、菊池 義智
  • 学会等名: International Union for the Study of Social Insects 2018、Guaruja(Brazil)
  • 国際学会
• [学会発表] メタゲノムで解き明かすトゲオオハリアリの細菌叢 -社会に潜むその多様性と分布- (2018)
  • 著者名/発表者名: 下地 博之、伊藤 英臣、松浦 優、菊池 義智
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第32回大会、沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] Development of countermeasures for the invasive alien ants in National Institute for Environmental Studies (2018)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 学会等名: 8th EAFES、 名古屋大学
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生態系および人間社会の持続的管理のための外来生物対策 (2018)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 学会等名: 平成30年度学術会議シンポジウム「植物保護科学のSDGsへの貢献」、東大
  • 招待講演
• [学会発表] Control of invasive alien arthropods in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: 五箇公一
  • 学会等名: The 5th Tripartite Policy Dialogue on Biodiversity, Fraser Place Namdaemun, ソウル
  • 国際学会 / 招待講演