群生相化したサバクトビバッタの過酷な砂漠に対する適応戦略の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05627
• Research Institution: Japan International Research Center for Agricultural Sciences
• Principal Investigator: 前野 浩太郎 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生産環境・畜産領域, 主任研究員 (70600112)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: サバクトビバッタ / 相変異 / 体温調節 / 交尾行動 / 繁殖

Outline of Annual Research Achievements

越境性害虫サバクトビバッタは混み合いに反応し、行動、生理、形態学的特徴を変化させる相変異をしめす。生息地のサハラ砂漠は極端な熱や乾燥ストレスにさらされる過酷な環境である。その環境下で本種がいかにして生き延び、大発生に至っているのかその適応戦略はほとんどわかっていない。相変異に着目し、群生相化がいかに砂漠環境に適応するのに役立っているのかその生態学的意義を探ることが本課題の目的である。本年度は、群生相化した幼虫における体温調節行動と成虫における繁殖に関する行動と生理的メカニズムについて調査および解析を行った。その結果、幼虫は、致死的な高温時、行動や姿勢を変えることで約40℃の体温を保つことがわかった。集団移動する幼虫の胃は食物で満たされていた。高温のほうが消化速度を速めることから、砂漠の高温を巧みに利用することで、群生相幼虫は効率よく採餌および消化をし、発育を促進していることが考えられた。
群生相化した成虫の繁殖行動に関するデータを解析したところ、雌雄が別居し、集団が雌雄いずれかの性に偏った集団を形成することがわかった。産卵直前のメス成虫がオスの集団に飛来し、交尾した後、夜間、集団産卵する傾向があることがわかった。
群生相成虫は孤独相成虫に比べ、大型の卵を生産する。飼育実験のデータを解析したところ、集団飼育したメス成虫は、卵吸収する卵巣小管数の数を増やし、かつ、産卵間隔を延ばし卵母細胞の発達する期間を長くすることで、大きい卵を少なく産んでいることを示唆する結果が得られた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型感染症の影響を受け、アフリカ出張を見合わせたため。

Strategy for Future Research Activity

新型感染症の影響が小さくなった場合、アフリカ出張を実施する。外国の研究機関での室内飼育実験を行うことで、より詳細な実験を行うことで、サバクトビバッタの生態学的特徴に関する解明を進める。

Causes of Carryover

新型感染症のため、外国出張を見合わせたため。アフリカに出張し、飼育試験および実験を行う

Research Products

• [Int'l Joint Research] モーリタニア国立サバクトビバッタ防除センター(モーリタニア)
  • Country Name: MAURITANIA
  • Counterpart Institution: モーリタニア国立サバクトビバッタ防除センター
• [Int'l Joint Research] フランス農業開発研究国際協力センター(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: フランス農業開発研究国際協力センター
• [Int'l Joint Research] モロッコ国立サバクトビバッタ防除センター(モロッコ)
  • Country Name: MOROCCO
  • Counterpart Institution: モロッコ国立サバクトビバッタ防除センター
• [Int'l Joint Research] メルボルン大学(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: メルボルン大学
• [Journal Article] Allocation of more reproductive resource to egg size rather than clutch size of gregarious desert locust (Schistocerca gregaria) through increasing oogenesis period and oosorption rate (2022)
  • Author(s): Maeno, K.O, Piou, C. and Ghaout, S.
  • Journal Title: Journal of Insect Physiology Volume: 132 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2021.104331
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A general model of the thermal constraints on the world’s most destructive locust, Schistocerca gregaria (2021)
  • Author(s): Maeno, K.O., Piou, C., Kearney, M.R, Ely, S.O., Mohamed, S.O., Jaavar, M.E.H., and Ould Babah Ebbe, M.A.
  • Journal Title: Ecological Applications Volume: 31 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1002/eap.2310
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Density-dependent mating behaviours reduce male mating harassment in locusts (2021)
  • Author(s): Maeno, K.O., Piou, C., Ely, S.O., Mohamed, S.O., Jaavar, M.E.H., Ghaout, S. and Ould Babah Ebbe, M.A.,
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 118 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1073/pnas.2104673118
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] サバクトビバッタに関する問題とその対策 (2022)
  • Author(s): 前野浩太郎
  • Organizer: 第66回日本応用動物昆虫学会
• [Presentation] Field research for understanding behavioral patterns of the desert locusts in Mauritania (2022)
  • Author(s): Maeno, K.O., Jaavar, M.E.H., and Ould Babah Ebbe, M.A.
  • Organizer: 24TH MEETING AND SCIENTIFIC CONFERENCE OF THE AFRICAN ASSOCIATION OF INSECT SCIENTISTS (AAIS)
  • Int'l Joint Research