| 研究課題/領域番号 |
19K06834
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
大橋 一晴 筑波大学, 生命環境系, 講師 (70400645)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 種間関係 / 進化生態 / 行動生態 |
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| 研究実績の概要 |
トレードオフ緩和をもたらす花の形質進化を明らかにするためにおこなった一連の研究で、以下の4つの成果を上げた。1) 18世紀から信じられてきた定説「左右対称な形の花は動物の訪花姿勢を安定させて受粉の精度を高める」は誤りであり、野外でみられる動物の訪花姿勢の安定化は、左右対称花の大部分が横を向いて咲くために起こる現象であることを、クロマルハナバチを用いて実証した研究成果を、実験を主導した学生を主著とする原著論文にまとめて国際誌に投稿した（近日中に受理の見込み）。2) 多くの植物分類群でくり返し進化した「密集花序」が、多様な訪花昆虫を同時利用するための表現型トレードオフ緩和戦略であるとの仮説を検証するため、ハナウドの野生集団で操作実験をおこなった。その結果、花が密集していると、どの分類群の昆虫も花の間を歩いて移動するため、身体の腹面がより多くの花の柱頭や葯に、より密着して触れるようになり、送受粉が増えることが明らかとなった。この成果は、実験を主導的した学生が、国内学会で発表した。3) 似た色の花をもつ植物種間で起こる、訪花昆虫の誘引促進（利益）と異種間移動による交雑機会の増加（コスト）のトレードオフが、異なる花香の導入によって緩和される、という仮説を、クロマルハナバチを用いた室内実験で検証した。その結果、予想通り、よく似た花色と異なる花香をあわせ持つ植物種間では、訪花昆虫の異種間移動が起こりにくい一方で、単独時より高い誘引効果が生じることが示された。この成果は、実験を主導的した大学院生が、国内学会で発表した。4) 他種と異なる色の花をもつ植物種に対して訪花昆虫が示す「定花性」が、同種個体の空間的な混ざり具合に伴って劇的に変化することを、クロマルハナバチを用いた室内実験で発見した。この成果は、実験を主導的した大学院生が2つの国内学会で発表し、うち1つの学会でポスター賞を受賞した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
トレードオフ緩和がもたらす花の形質進化というアイデアを軸に展開した4つの研究プロジェクト（うち3つは今年度から開始した新たな取り組み）から、いずれも論文発表につながる興味深い手がかりを得た（うち1つは近日中に論文が国際誌に受理される見込み）。また、一昨年から実施してきた、課題研究に関わる別のプロジェクト（柱頭が長い花は訪花昆虫の体表の広範囲に触れる機会があるため異種花粉を受け取りやすい）もすでに終了し、その画期的な研究成果を原著論文にまとめているところである。このようなスピーディな研究展開は、当初想定していたよりも多くの大学院生がプロジェクトに参加し、精力的に取り組んでいることに起因しており、今後もさらなる発展が期待される。このような状況を踏まえ、本プロジェクトは「当初の計画以上に進展している」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
第一に、昨年度までに完了した訪花昆虫の異なるグループ間の体表花粉組成の比較研究の結果を、原著論文として国際誌に発表する予定である。第二に、一昨年から実施している「柱頭の長い花は、訪花昆虫の体表に広く触れるため異なる種の花粉を受け取りやすい」という仮説をメタ解析とクロマルハナバチを用いた行動実験で検証した結果を、原著論文として国際誌に発表する予定である。第三に、昨年度から実施してきた「似た色の花をもつ植物種間で起こる、訪花昆虫の誘引促進（利益）と異種間移動による交雑機会の増加（コスト）のトレードオフが、異なる花香の導入によって緩和される」という仮説のクロマルハナバチを用いた検証実験の成果を、原著論文にまとめて国際誌に投稿し、掲載にこぎつける予定である。第四に、今年度に引き続きハナウドの野生集団を用いたトレードオフ緩和の検証実験をおこない、論文発表に足るデータを蓄積する。第五に、異なる送粉動物間で生じる機会トレードオフの解消策としての開花時刻の進化について、これまで採りためたデータを解析して投稿論文にまとめ国際誌に発表する予定である。最後に、これまでの成果をふまえ、花の色とかたちの多様性や空間分布様式が、定花性や体表花粉付着部位の分割を通じて異種間交雑の抑制に果たす役割を、菅平高原における野外実験で明らかにするための新たなプロジェクトを、２人の大学院生と一緒に開始する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
国際学会（開催国：ドイツ）に現地での参加を予定していたものの、航空券が非常に高騰していたため、急遽オンラインでの参加に切り替えた。当初の予定通り口頭発表（オンライン）をおこない好評を得たものの、旅費も参加費もかからなかったため、未使用額がかなり増えることとなった。これに加えて、年度末に現地での参加を予定していた国内学会(日本生態学会大会)が、新型コロナウィルスの感染拡大防止のため全面オンライン開催に変更となった。このため、旅費として使用する予定だった金額(学生2名を含む3名分)が不使用となった。次年度は、本課題の研究プロジェクトの一貫として起ち上げを予定している野外実験の用具の購入、野外調査の旅費、および学会参加時の旅費として、かなりの額の出費が見込まれることから、敢えて年度内には消費せず、次年度に有効活用する方が妥当と考えた。
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