• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

周期生物の進化メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 26257405
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 曽田 貞滋  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00192625)
柿嶋 聡  静岡大学, 創造科学技術大学院, 特別研究員(PD) (30648580)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード周期ゼミ / 進化メカニズム / 米国 / 分子系統解析 / シミュレーション / 素数 / 大発生 / アリー効果
研究実績の概要

本年度は、2007年より開始した周期ゼミの学術調査を実施した。本年は、大発生する17年ゼミのブルードⅣ(テキサス州・オクラホマ州・カンサス州・イリノイ州)と13年ゼミのブルードXXⅢ(ルイジアナ州・ミシシッピ州・テネシー州・ケンタッキー州・イリノイ州・インディアナ州)を分布調査および標本の採集を実施した。さらに、周期ゼミの体サイズや形態を7種間で比較して、周期ゼミの体長と成熟の関係を検討した論文をヨーロッパ進化生物学会の機関誌J. Evol. Biolに掲載した。周期ゼミの理論研究では、周期性の獲得についてのコンピュータ実験を実施し、氷河期による寒冷化が周期性の獲得を促す可能性を見出した論文をNature系のScientific Reportsに掲載した。またブルードⅡの分布調査をAmerican Entomologistに発表した。
さらに、これら進化理論の展開として以下の5つの論文を発表した。最初の2つは多ホスト-多パラサイト系の進化ダイナミクスを再現(Rabajante et al. 2015.ネイチャー系オンライン姉妹誌であるScientific Reports掲載 )、さらに、変動環境では「赤の女王」と呼ばれる主なタイプの交代現象にフェーズ・ロック(phase rock)する稀なタイプが時々置き換わることを見出した(Rabajante et al. 2016.サイエンス誌の新しいオンライン姉妹誌であるScience Advances掲載 )。さらに植物群落の多種共存を微細環境の空間的モザイクから再現し(Tubay et al. 2015.ネイチャー系オンライン姉妹誌Scientific Reports掲載)、熱帯雨林の樹木の多種共存とその進化をモデル化して再現した(Kakishima et al. 2015,英国王立協会のオンライン誌Royal Soc. Open Sci.掲載)。その他、ネイチャー系オンライン姉妹誌Scientific Reportsに5報と専門誌2報、合計13報を掲載した。

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

本課題の理論の中心的な目的である周期ゼミの周期性の獲得進化のモデルをネイチャー系オンライン姉妹誌Scientific Reportsに掲載、さらに、17年・13年のdecim, cassni, deculaの種群の体サイズと成熟の比較研究をヨーロッパ進化生物学会の機関誌J. Evol. Biolに掲載したことは大きな成果である。これら2通の主要な論文の発表に加えて、多種のホストーパラサイト系における赤の女王ダイナミクスの論文を上記ネイチャー姉妹誌Scientific Reportsとサイエンス誌の新しいオンライン姉妹誌Science Advancesに掲載、そのほか5報をネイチャー姉妹誌Scientific Reportsと2通を分野専門誌に、合計13報掲載(IF合計で40以上)できたことは当初の計画の数倍の成果である。

今後の研究の推進方策

本年度の学術調査(17年ゼミ、ブルードⅤ)を現在準備中である。本年度は、ブルードVは、ウェスト・ヴァージニア州とその周辺の州(オハイオ州、ヴァージニア州、ペンシルバニア州)とロングアイランドで発生が予定されている。これらが学術調査に加えて、周期ゼミの数年前に発生したブルードの幼虫の採集(RNA分析)、祖先種の知見のための調査などを進める。さらに、6年周期植物のコダチスズムシソウやその近縁種の調査を沖縄・台湾・東南アジアなどですすめる。
理論研究は、周期ゼミのブルード境界の分離・競争排除の動態や、その他の生物での環境変化・変動に対する適応の問題を扱う。さらに、実証研究では、周期ゼミや周期植物の遺伝子解析の手法の開拓など、さまざまな発展を試みる。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 8件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 11件、 謝辞記載あり 12件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A simple model for factory distribution: Historical effect in an industry city2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Uehara, Kazunori Sato, Satoru Morita, Yasunobu Maeda,Jin Yoshimura, Kei-ichi Tainaka
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 444(2016) ページ: 213-219

    • DOI

      10.1016/j.physa.2015.10.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Seasonal induction of alternative principal pathway for rose flower scent2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hirata, Toshiyuki Ohnishi, Kensuke Tomida, Haruka Ishida, Momoyo Kanda, Miwa Sakai, Jin Yoshimura, Hideyuki Suzuki, Takamasa Ishikawa, Hideo Dohra & Naoharu Watanabe
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 6:20234 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep20234

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lazy workers are necessary for long-term sustainability in insect societies2016

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Hasegawa, Yasunori Ishii, Koichiro Tada, Kazuya Kobayashi & Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 6:20846 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep20846

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Host-parasite Red Queen dynamics with phase-locked rare genotypes2016

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

      Science Advances

      巻: 2 : e1501548 ページ: 1-7

    • 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] Red Queen dynamics in multi-host and multi-parasite interaction system2015

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

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 5:10004 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/srep10004

    • 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 adaptation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Koyama, H. Ito, S. Kakishima, J. Yoshimura, J. R. Cooley, C. Simon and T. Sota
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 28(2015) 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] Advantage or disadvantage of migration in a prey-predator system2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, T. Hasegawa, S. Morita, J. Yoshimura and K. Tainaka
    • 雑誌名

      Far East Journal of Applied Mathematics

      巻: 93:2 ページ: 109-121

    • DOI

      10.17654/FJAMNov2015_109_121

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Social penalty promotes cooperation in a cooperative society2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Ito & Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 5:12797 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/srep12797

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evidence for equal size cell divisions during gametogenesis in a marine green alga Monostroma angicava2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Togashi, Yusuke Horinouchi, Hironobu Sasaki & Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 5:13672 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/srep13672

    • 査読あり / オープンアクセス / 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, Teiji Sota, John R. Cooley & Jin Yoshimura
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 5:14094 ページ: 1-10

    • 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] Anthropogenic effects on a tropical forest according to the distance from human settlements2015

    • 著者名/発表者名
      Ananya Popradit, Thares Srisatit, Somboon Kiratiprayoon, Jin Yoshimura, Atsushi Ishida, Masae Shiyomi, Takehiko Murayama, Pranom Chantaranothai, Somkid Outtaranakorn & Issara Phromma
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: 5:14689 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/srep14689

    • 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 rainforests2015

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

      Royal Society Open Science

      巻: 2:150330 ページ: 1-11

    • 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] 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: 5:15376 ページ: 1-9

    • 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 Distribution of Periodical Cicada (Hemiptera: Cicadidae:Magicicada) Brood II in 2013: Disjunct Emergences Suggest Complex Brood Origins2015

    • 著者名/発表者名
      John R. Cooley, Chris Simon, Chris T. Maier, David Marshall, Jin Yoshimura,Stephen M. Chiswell, Marten Edwards, Chuck Holliday, Richard Grantham, John Zyla, Robert L. Sanders, Michael Neckermann, Gerry Bunker
    • 雑誌名

      American Entomologist

      巻: 61(4) ページ: 245-251

    • DOI

      10.1093/ae/tmv070

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 周期ゼミ(素数ゼミ)の周期性進化メカニズムの解明2016

    • 著者名/発表者名
      伊東啓, 柿嶋聡,上原隆司,守田智,小山卓也,曽田貞滋,John R. Cooley,吉村仁
    • 学会等名
      日本生態学会第63回全国大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20 – 2016-03-24
  • [学会発表] An Example of the Contradiction between Dynamic Optimization and the Traditional Maximization of Future Expectation (ZA828IL)2016

    • 著者名/発表者名
      Jin Yoshimura,Hiromu Ito
    • 学会等名
      Complexity, Informatics and Cybernetics: IMCIC 2016
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison between dynamic utility optimization and dynamic programing (ZA414YF)2016

    • 著者名/発表者名
      Jin Yoshimura,Hiromu Ito
    • 学会等名
      Complexity, Informatics and Cybernetics: IMCIC 2016
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的効用・動的計画と期待効用の比較2016

    • 著者名/発表者名
      吉村仁、伊東啓
    • 学会等名
      虎ノ門定例セミナー
    • 発表場所
      日比谷グリーンサロン(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-01-16 – 2016-01-16
  • [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回種生物シンポジウム、種生物学会
    • 発表場所
      かんぽの宿岐阜羽島(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-06
  • [学会発表] 周期ゼミの周期性進化メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      伊東啓、柿嶋聡、上原隆司、守田智、小山卓也、曽田貞滋、John R. Cooley(Univ. of Connecticut)、吉村仁
    • 学会等名
      第31 回個体群生態学会大会
    • 発表場所
      滋賀県立大学(滋賀県彦根市)
    • 年月日
      2015-10-10 – 2015-10-12
  • [学会発表] ボンド・サイト同時破壊に対するネットワークモデルの頑健性2015

    • 著者名/発表者名
      伊東啓、赤池祐樹、守田智、吉村仁
    • 学会等名
      第12回ネットワーク生態学シンポジウム、(社)情報処理学会 ネットワーク生態学研究グループ
    • 発表場所
      山喜旅館(静岡県伊東市)
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-04
  • [図書] 素数ゼミの謎からの世界経済2015

    • 著者名/発表者名
      吉村仁
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      静岡大学工学部ニュースレター
  • [図書] イセハナビ属植物を用いた周期的一斉開花の進化研究2015

    • 著者名/発表者名
      柿嶋聡(JSPS特別研究員) ,吉村仁,長谷部光泰
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      基礎生物学研究所共同利用研究報告書
  • [図書] イセハナビ属植物を用いた周期的一斉開花の進化研究2015

    • 著者名/発表者名
      吉村仁, 長谷部光泰,柿嶋聡(JSPS特別研究員), 浦川健祐,小石川和弥矢,鈴木駿
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      基礎生物学研究所共同利用研究報告書
  • [備考] 吉村研究室

    • URL

      http://www.sys.eng.shizuoka.ac.jp/~jin/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi