Eco-evolutionary feedbacks in pollination networks

授粉网络中的生态进化反馈

基本信息

批准号：
21K06330
负责人：
瀧本岳
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的は、送粉ネットワークの構造を作る進化生態学的メカニズムの解明である。２０２２年度には、送粉者を食う捕食者が植物と送粉者のダイナミクスに果たす役割を解明する理論研究を行った。植物との共生ネットワークを構成する送粉者には、それを襲う捕食者の存在がよく知られている。しかし、捕食者が送粉共生系に果たす影響はよく調べられていない。そこで、植物と送粉者と送粉者捕食者からなる力学系モデルを作成し、その安定性を調べた。特に次の２点に着眼した。（１）植物と送粉者のダイナミクスは、相利共生によって両者の個体群密度に正のフィードバックが働き安定しづらい。しかし、送粉者捕食者が送粉者の個体群密度を抑えればダイナミクスは安定化するかもしれない。（２）送粉者は捕食者にねらわれると送粉行動を変える。例えば、待ち伏せ型捕食者のいる花に送粉者は近づかなくなる。捕食者による送粉者の行動改変は植物と送粉者のダイナミクスにどう影響するだろうか。解析の結果、（１）については意外なことに、捕食者がいること自体には植物と送粉者のダイナミクスを安定化する働きはなかった。むしろ、捕食者の存在は捕食－被食関係に典型的な振動をもたらし、送粉者と植物の間の正のフィードバックと相まってダイナミクスを不安定化させていた。しかし（２）に関して、捕食者が送粉者の行動改変をもたらす程度を増やすとダイナミクスは安定化した。これは、送粉者の行動改変が捕食者の個体群動態に負の密度制御をもたらす（捕食者が増えるほど自身の個体群成長率が下がる）ためだと考えられた。以上の結果から、送粉者捕食者は送粉者の行動改変を介して送粉ネットワークの安定性に重要な役割を果たしている可能性があることが分かった。この研究に加え、植物の自殖種と他殖種の分布拡大速度を比較する理論研究を行い、植物の形質進化をモデル化する枠組みを探った。

该研究主题的目的是阐明创建授粉网络结构的进化生态机制。在2022年，我们进行了一项理论研究，以阐明食用传粉媒介在植物和传粉媒介动态中起的作用。构成与植物共生网络的授粉媒介众所周知，捕食者会攻击它们。但是，尚未对捕食者对授粉共生系统的影响进行仔细检查。因此，我们创建了一个由植物，传粉媒介和传粉媒介捕食者组成的动力学模型，并研究了其稳定性。我们特别关注以下两点。（1）由于对两者的种群密度的积极反馈，由于相互兼容性，植物和传粉媒介的动力学很难稳定。但是，如果传粉媒介捕食者降低了授粉媒介的种群密度，则动力学可能会稳定。（2）授粉者在被捕食者靶向时改变其授粉行为。例如，传粉媒介不会与伏击型捕食者接近花朵。基于捕食者的授粉媒介行为将如何影响植物和传粉动力？分析表明，令人惊讶的是，对于（1），捕食者的存在本身对稳定植物和传粉媒介的动力学没有影响。相反，捕食者的存在导致了捕食 - 捕食关系的典型振动，再加上授粉媒介和植物之间破坏动力学稳定的正面反馈。但是，关于（2），当捕食者增加了授粉媒介的行为改变程度时，动力学稳定。人们认为这是因为改变授粉媒介行为会导致捕食者种群动态的负密度控制（捕食者的人口增长率越低）。这些结果表明，通过改变授粉媒介行为，传粉媒介捕食者可能在授粉网络稳定性中起重要作用。除这项研究外，还进行了理论研究，以比较植物自我增殖物种和其他物种的分布率，并探索建模植物特质进化的框架。