【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】16K07503 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生活史 / 植物 / 個体群生態学 / 進化学 / 植物生態学 / 個体群動態 / 個体群生態 / 種間関係 / 菌根共生 / 個体群統計学 / 微生物 / 進化 / 生態学

【研究成果の概要】

共生がもたらす適応度への効果は正に働くと考えられているが、実際には、共生相手の種や条件に応じて、正の影響も負の影響もある。共生に焦点を当てた進化論的研究では、「最も重要な影響はすみやかにより高い繁殖へと変換され、短期間で観察可能な適応性の増減をもたらす」と仮定されている。しかし、環境条件、共生者および相互作用する種の遺伝的特徴によっては、共生は短期間で非常に変化しやすい影響をもたらす可能性がある。その問題に取り組むために、エストニアで野生のラン種を用いて適応度を測定する実験をした。その結果、共生は短期的にはさまざまな影響を及ぼしたが、長期的には全体的な適応性が向上することを発見した。

【研究の社会的意義】

進化論的研究では、一般に短期間の測定基準を使用して適応度を推定し、短命な種を使用する。しかし、長命な種は、適応度の影響が時間の経過とともに相加的ではないため、より複雑な適応度を持つ。私が、ここで使われているアプローチを使用したら、共生は短期的に適応的であると示せるだろうか？もしくは長期的に適応的であると示せるだろうか？このプロジェクトでは、東京大学の大学院生と大学部生に進化論的研究の指導も行った。さらに、このプロジェクトの結果は植物の生態学に大きな影響を与え、イギリス、アメリカ、その他の国の新聞記事に掲載された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15H04425 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態学 / 進化 / 行動 / 昆虫 / 植物 / 魚類 / アリ / クローナル植物 / 行動学 / 淡水魚 / 環境

【研究成果の概要】

この研究では生物学的階層毎に分化した生態学を統合すべく階層間相互作用という観点を導入する。とくに血縁選択や性選択などの種内競争と、種間競争や擬態などの群集力学の関係に注目し理論実証両面で研究した。攻撃、協力、監視、分散行動、配偶行動などの生活史の全てにおいて、種内力学と群集力学の相互作用の存在が示唆された。個体形質の進化が種構成などの群集構造を変え、さらに群集構造の変化が構成種の形質進化の淘汰圧になる可能性を、アリ、クローナル植物、チョウ、魚類などで検討した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】作物生産科学

【研究領域課題番号】23380011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ストレス / 生態学 / 遺伝学 / 植物 / 環境 / 耐乾性 / 旱魃 / 作物生理生産学 / 国際研究者交流 / インド / 作物 / イネ

【研究成果の概要】

イネの多様な品種群、遺伝集団、準同質遺伝子系統を用いて、旱魃応答指数(DRI)を定量し、その生態生理・遺伝学的機構を解明した。品種試験では、DRIは旱魃下の収穫指数、稔実性や乾物生産と正の相関が強く、不稔穂の割合、出穂遅延、草丈減少と負の相関が強かった。遺伝集団試験では、第2染色体のRM6911-RM6379の領域、第4染色体RM5953近傍、第8染色体に2か所、DRIの量的遺伝子座が推定されたが、エピスタシスやQTL・環境交互作用も検出された。準同質遺伝子系統試験では、DEEPER ROOTING 1とStele Transversal Area 1を導入した系統では、DRIが向上した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)

【研究分野】作物学・雑草学

【研究領域課題番号】23255008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境調和型農林水産 / 環境分析 / 植物 / 生態学 / 林学 / 国際研究者交流

【研究成果の概要】

水田内に有用な樹木が生育する産米林では，田面の樹木数の減少の一方で畦畔への植林が進み，樹木資源の維持に重要な役割を持っていることが明らかとなった．樹種によってはイネに損害を与えることもあり適切な管理が必要である．産米林農村ではシロアリとその塚が農業と生活に貢献している．シロアリの活動と塚に生育する樹木により土壌が肥沃となる．野菜栽培に塚を一挙採掘する農村も多いがこの方法では10年内外に塚が消滅する可能性が高い．持続的利用を図る在来技術の存在が確認されたが，一部のみの掘削は塚の再生を促す効果のあることが明らかとなった．塚採掘跡地ではイネの生育不良が顕著に表れる場合があり注意が必要である．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】22255002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態学 / 植物 / 熱帯山岳 / エル・ニーニョ / 乾燥適応 / トライコーム / 森林限界 / 気候変動 / 気象変動 / 植物学 / 沈降逆転層 / 気象観測 / 乾燥植生 / 水ストレス / 集団内変異 / 生理生態

【研究成果の概要】

赤道付近では、東西太平洋を結ぶ大気循環であるウォ－カ－循環によって、対流圏に沈降逆転層が形成される。沈降逆転層付近では気流の沈降による強い乾燥が生じ、植物に大きな乾燥ストレスを与える。本研究では、沈降逆転層の高度や乾燥の強さがどのように植物に影響を与えるのかを解明した。西太平洋ボルネオ島の熱帯高山では森林限界が高標高(3,300 m)に、東のガラパゴス諸島では森林限界が低標高(1,000 m)に出現した。また、森林限界は、どちらにおいても最も強い乾燥が生じる標高の下限と一致していた。このことから、ウォ－カ－循環における沈降逆転層の存在が森林限界の決定に強く関わっていることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2016-03-31

【配分額】46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円)

【研究分野】森林科学

【研究領域課題番号】21380090 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林生態 / 保護 / 保全 / 遺伝構造 / 散布様式 / 空間的遺伝構造 / 二次散布 / 兄弟間競争 / 自己間引き / ミズナラ / マイクロサテライトマーカー / 流水散布 / 雪上散布 / 林学 / 生態学 / 植物 / 遺伝的多様性 / ヤチダモ

【研究成果の概要】

樹木の更新プロセスのうち、(1)種子の二次散布、(2)異なるコホート、(3)個体間競争、がそれぞれ林分内遺伝構造に与える影響について、(1)ミズナラ、ヤチダモ、(2)ヒメシャラ、(3)ウダイカンバを用いて検証を行った。(1)では種子の二次散布を検出し、二次散布により散布距離が長くなっていることを示した。さらに(1)では二次散布により、(2)ではコホートの重なりによって遺伝構造が弱められる可能性が示唆された。(3)では家系内競争試験により、非兄弟間に比べて兄弟間の競争がより激しいため、一斉更新した稚樹の強い家系構造が実生成育の初期段階で解消されることが実証された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】21247006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態学 / 群集 / 生活史 / 進化 / 撹乱 / 社会性昆虫 / 植物 / サンゴ / 攪乱

【研究成果の概要】

本研究は、一旦定着したら移動性に乏しい超個体という共通の特徴を持ち、かつ生物多様性と生態系サービスの維持のための鍵となりうる生物分類群、アリ、シロアリ、サンゴ、クローナル植物が、環境撹乱にどう適応しているのかという視点を切口に、群集生態学と社会生物学を生活史戦略理論の観点から統合再構築することを目的とした。超個体の分割比と分散距離のトレードオフに関するコロニーベースモデルの一般版を平衡点安定性解析に関する定理を用いて、環境撹乱下における「近傍分巣対遠隔分散」の生活史モデルの詳細な解析を行った。平衡点の安定性条件の結果から、撹乱そのものは従来の生態学の定説どおり遠隔分散戦略を有利にするという結論が得られた。また、本研究グループによる先行研究では想定されていなかったコロニー間に干渉的な相互作用がある場合についても解析を行い、撹乱下でコロニーの分割比や拡散距離においていかなる戦略が有利になるのか検討した。これらモデルの予測を実地に検証すべく、撹乱が生活史各ステージに与える影響を、沖縄のサンゴ礁(枝状サンゴ)、沖縄のイタジイなどの樹木、沖縄にすむ外来アリ類、シロアリ類、本州の多年生の草本植物であるイタドリ等を材料に、フィールド調査、操作実験、分子マーカーによる解析を行った。関連テーマで日本生態学会大会と個体群生態学会大会において外国人研究者を招聘し2つの国際シンポジウムを開催した

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)

【研究分野】園芸学・造園学

【研究領域課題番号】20380024 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

出水 / マイクロハビタット / カワラノギク / ユキヤナギ / カワシオグサ / ウラギ ク / 遺伝的変異 / 地質 / ウラギク / 付着藻類 / 萌芽 / テトラポット / 環境 / 生態学 / 進化 / 植物 / 河川 / 再生 / 多摩川

【研究成果の概要】

河川生態系において出水によるかく乱とそこからの再生は生態系の動的な維持に重要な役割を持っている。多摩川では2007年に大規模な出水が発生したので,出水による生育地の変化と河川敷に生育している植物の生育のかかわりを検討した。調査の対象とした植物は,上流域で岩場に生育するユキヤナギ,中流域の礫河原に生育するカワラノギク,下流域に生育し,かく乱による裸地に依存して生育するウラギク,中流域の水域に生育し,出水によって流下するカワシオグサであり,それぞれ特徴的であった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)