不確定な環境での動的行動の最適化とゲーム理論への拡張

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04420
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 吉村 仁 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (10291957)
• 研究分担者: 長谷川 英祐 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (40301874)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 動的行動 / 動的ゲーム理論 / 変動環境 / 動的最適化 / 存続システム

研究実績の概要

本年度は最終年度であるが、動的行動の理論の応用として、昆虫の害虫化が理論的にベット・ヘッジによる絶滅回避で説明できることを示した。害虫は古くからよく分散することが知られている。これは分散により、新しい繁殖地を見つけるためと理解されてきた。しかし、農作物の田畑は害虫にとっての生息場所と考えると、殺虫剤散布や収穫により絶滅リスクが高いことが想定される。ニカメイチュウは虫が稲の茎の中を食べて成長するが、代替の野生植物がなく、稲だけを食草としている。このような純粋な害虫の場合、一つの生息地（水田・畑）にメスが全部の卵を産卵すると、殺虫剤散布や収穫で全滅しやすい。農作物の収穫は季節的に同一の地域では同じ時期に行う。また、害虫駆除のための殺虫剤散布も近隣で同時に実施することも多い。この場合には、同一地域で産卵する限り、そのメスの産卵した卵はすべて同じように死滅する可能性が高い。これを回避するには、同期的に害虫駆除や農作物の収穫が実施されないほど遠距離に分散する必要がある。本論文では、この分散は、従来の適応進化の基準の〔算術〕平均適応度は相当低くなるが、幾何平均適応度（長期平均成長率）を最大化することにより、絶滅を回避できることを数理解析とシミュレーションにより立証した（Ecological Researchに掲載）。動的最適化としては、コオロギの配偶者探索において、距離（かかる時間）が遠い程、危険が加算されるので配偶者のトータルの価値が下がることを見出した。これは、動的行動のおける未来利益の割引の減少で、コオロギではこの動的最適化には学習が必要ないことを照明した。このほか周期ゼミの進化、植物の群落の多種共存の維持など進化・共存に関する多くの論文を合計13報（英文12報、和文1報）掲載（または採択）にこぎつけた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Initial hydraulic failure followed by late-stage carbon starvation leads to drought-induced death in the tree Trema orientalis (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuri Kono,Atsushi Ishida,Shin-Taro Saiki, Kenichi Yoshimura, Masako Dannoura,Kenichi Yazaki,Fuku Kimura,Jin Yoshimura, Shin-ichi Aikawa
  • 雑誌名: COMMUNICATIONS BIOLOGY 巻: 2019(2) ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0256-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of heat shock and ambient temperature on female soldier production in a polyembryonic parasitic wasp (2019)
  • 著者名/発表者名: Yumi Takano, Hitomi Ono, Takuma Sakamoto, Jin Yoshimura, Kikuo Iwabuchi
  • 雑誌名: Physiological Entomology 巻: 2019 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1111/phen.12281
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The unified rule of phyllotaxis explaining both spiral and non-spiral arrangements (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Okabe, Atsushi Ishida and Jin Yoshimura
  • 雑誌名: Journal of the Royal Society Interface 巻: 16 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1098/rsif.2018.0850
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial genomics reveals shared phylogeographic patterns and demographic history among three periodical cicada species groups (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhenyong Du, Hiroki Hasegawa, John R. Cooley, Chris Simon, Jin Yoshimura,Wanzhi Cai, Teiji Sota, Hu Li
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 2019 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1093/molbev/msz051
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Triplicate parallel life cycle divergence despite gene flow in periodical cicadas (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomochika Fujisawa, Takuya Koyama, Satoshi Kakishima, John R. Cooley, Chris Simon,Jin Yoshimura & Teiji Sota
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2018(1) ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0025-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Resistance of a terrestrial plant community to local microhabitat changes (2018)
  • 著者名/発表者名: Jerrold M. Tubay,Jin Yoshimura
  • 雑誌名: Ecology and Evolution 巻: 2018 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/ece3.4093
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Asymptotic stability of a modified Lotka-Volterra model with small immigrations (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeru Tahara, Maica Krizna Areja Gavina, Takenori Kawano, Jerrold M. Tubay,Jomar F. Rabajante, Hiromu Ito, Satoru Morita, Genki Ichinose, Takuya Okabe,Tatsuya Togashi, Kei-ichi Tainaka, Akira Shimizu, Takashi Nagatani & Jin Yoshimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: (2018)8 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-018-25436-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term persistence of agricultural pest insects by risk-spreading dispersal (2018)
  • 著者名/発表者名: Maica Krizna Areja Gavina, Kotaro Aoki, Genki Ichinose, Jomar F. Rabajante, Hiromu Ito, Satoru Morita, Vincent A. A. Jansen, Jin Yoshimura
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 33 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1007/s11284-018-1615-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 浜松市中途川におけるハタベカンガレイの個体群動態と保全の試行 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北村孔志、柿嶋聡、泰中啓一、吉村仁
  • 雑誌名: 莎草研究 巻: 20 ページ: 63-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cricket mate selection as a spatial discounting phenomenon without learning (2018)
  • 著者名/発表者名: Yusaku Ohkubo, Jin Yoshimura, Eisuke Hasegawa
  • 雑誌名: J. Ethology 巻: 2018 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1007/s10164-018-0552-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The periodical cicada four-year acceleration hypothesis revisited and the polyphyletic nature of Brood V, including an updated crowd-source enhanced map (Hemiptera: Cicadidae: Magicicada) (2018)
  • 著者名/発表者名: Cooley et al. (17authors and Yoshimura, J.)
  • 雑誌名: PeerJ 巻: 6 ページ: 1-23
  • DOI: 10.7717/peerj.5282
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Four types of vibration behaviors in a mole cricket (2018)
  • 著者名/発表者名: Yaoko Hayashi, Jin Yoshimura, Derek A. Roff, Tetsuro Kumita and Akira Shimizu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 2018 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0204628
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Density-dependent population model of effective release policy for Ayu fish (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Katsumata, Takashi Uehara, Hiromu Ito, Jin Yoshimura, Kei-ichi Tainaka, Genki Ichinose
  • 雑誌名: Ecological Modelling 巻: 388 (2018) ページ: 80-87
  • DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2018.09.021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 素数ゼミの謎からデータ解析へ (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉村仁
  • 学会等名: 日本ソーシャルデータサイエンス学会第５回シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノムインプリンティングによる真社会性の起源 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松浦健二、伊東啓、吉村仁
  • 学会等名: 日本動物行動学会第37回大会
• [学会発表] 縄張り競争の個体群動態モデルによるアユの効果的な放流方策の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 勝又雄基、上原隆司、伊東啓、吉村仁、泰中啓一、一ノ瀬元喜
  • 学会等名: 第34回個体群生態学会大会
• [学会発表] 真社会性の作り方：ゲノムインプリンティング説の提唱 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松浦健二、伊東啓、吉村仁
  • 学会等名: 第34回個体群生態学会大会
• [学会発表] 多胚性寄生コバチの羽化性比の偏り：雄殺しによる適応度の最大化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大槻隆浩、吉村仁
  • 学会等名: 虎ノ門定例セミナー
  • 招待講演
• [図書] ニュートン別冊 数学の世界 数の神秘編 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉村 仁、礒田正美、上野健爾、木村俊一、黒川信重、和田純夫
  • 総ページ数: 143
  • 出版者: 株式会社ニュートンプレス
  • ISBN: 978-4-315-52128-3
• [備考] Yoshimura Lab
  • URL: https://wwp.shizuoka.ac.jp/yoshimurajin/home/