周期生物の進化メカニズム

2018 年度 実績報告書

• 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, 理学研究科, 教授 (00192625) ; 柿嶋 聡 独立行政法人国立科学博物館, 分子生物多様性研究資料センター, 特定非常勤研究員 (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

本年度の学術調査（17年ゼミ、ブルードVI）である。本年度は、ブルードVIは、ノースカロライナ州とその周辺の州（サウスカロライナ州、ヴァージニア州、ジョージア州）で発生した。これらが学術調査に加えて、ヴァージニア州のFredericksburg市に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）をした。本課題の実証研究の中心的な目的である周期ゼミの進化史に関係する問題では、decim, casiniとdeculaの3系統で遺伝子交流が見られるにもかかわらず、3系統独立で並行して、13年周期と17年周期に分化したことを遺伝子情報解析より見出した（Nature Publishing Groupの新雑誌Communications Biologyに4月に掲載）。また、全ミトゲノムの解析から、過去にPNASに報告した地域変異が3系統でも一致していることを立証した（Molecular Ecology and Evolution掲載）。周期ゼミのブルードVのより詳細な地理分布を報告とともに、このブルードVのデータから4年周期加速仮説（17年周期で4年早く発生）を再検証して、その可能性を強く示唆した。さらに、6年周期植物のコダチスズムシソウ（沖縄本島）と同種の台湾・石垣島の個体群の種内の地域変異から、周期性の祖先系が多回繁殖の多年草で、一回繁殖をへて6年周期性に進化したことが分かった（Ecology and Evolutionに掲載）。このほか、農作物の害虫がリスクのかかる長距離分散により絶滅回避をとっていることを見出した。この害虫化は、従来基本とされていた平均適応度の最大化でないことを示している。今年度はロトカヴォルテラ捕食方程式における移入の効果の論文など、絶滅回避の適応など進化・共存に関する論文などを合計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/