生態系における雌雄差の重要性 - 寄主の雌雄差がもたらす波及効果を解き明かす

生态系统中性别差异的重要性 - 揭示宿主性别差异的连锁反应

• 批准号: 19K16229
• 负责人: 辻 かおる
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kobe University (2022)Kyoto University (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-11-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16229/
• 关键词: 雌雄差; 花蜜内微生物; 送粉; 結実; 種子分散; 酵母; 細菌; 花; 微生物; 植物; 花蜜; 植食

花の蜜には、酵母や細菌などの微生物が棲んでいる。中でも、花蜜内酵母Metschnikowia reukaufiiと花蜜内細菌Acinetobacter boissieriは訪花性昆虫により分散しており、ヒサカキでは雄花と雌花で出現率が異なることが分かっていた。これら微生物がヒサカキの繁殖成功にもたらす影響を調べるため、微生物を花に導入する実験を行った。その結果、雌花に細菌A.boissieriを導入すると、酵母M.reukaufiiを導入したときに比べて、結実率や結種子率が増加した。さらに、結種子率が高い果実ほど大きく、早く熟すこと、ヒサカキの果実を食べ、種子を分散するメジロやヒヨドリなどの小鳥は、大きく熟した果実を好んで食べていることが明らかになった。この研究により、花に棲む微生物は結実率や欠種子率を変化させ、植物の繁殖成功に影響を与えているだけではなく、果実の大きさや成熟を変化させることで間接的に種子散布にも影響を与えていることが世界で初めて明らかになった。また、微生物による結実や結種子の変化は送粉性の双翅目などの行動の変化を介したものであることが示唆されている。これらのことから、ヒサカキの花蜜に見られる雌雄差は単に、花蜜に棲む微生物群集の形成に影響を与えるだけでなく、その微生物群集の違いは送粉性昆虫に波及し、その結果ヒサカキの繁殖成功が変わること、引いては、種子散布を行う果実食の小鳥にまで影響を与えている可能性まで分かってきた。これらの成果はBasic and applied Ecologyに掲載予定である。

酵母和细菌等微生物生活在花的花蜜中。其中，花蜜酵母Metschnikowia reukaufii和花蜜细菌Acinetobacter boissieri是通过访花昆虫传播的，在久崎市已知它们的出现率在雄花和雌花之间存在差异。为了研究这些微生物对久泷繁殖成功率的影响，我们进行了一项将微生物引入花朵的实验。结果，当将细菌A.boissieri引入雌花时，与引入酵母M.reukaufii时相比，结果和播种率增加。此外，据发现，播种率较高的果实较大且成熟较早，而以久泷果实为食并传播种子的绣眼鸟和鹎等小型鸟类更喜欢吃大而成熟的果实。这项研究表明，生活在花朵中的微生物不仅通过改变坐果率和种子损失率影响植物的繁殖成功率，而且还通过改变果实大小和成熟度间接影响种子传播，这在世界上尚属首次。据透露也有人提出，微生物引起的结果和播种的变化是由双翅目授粉行为的变化介导的。从这些事实来看，在久泷花的花蜜中观察到的性别差异不仅影响花蜜中生活的微生物群落的形成，而且微生物群落的差异对传粉昆虫产生连锁反应，导致现在很明显，久崎花的繁殖成功正在发生变化，甚至可能影响到传播种子的小型食果鸟类。这些结果将发表在《基础和应用生态学》杂志上。

项目成果

Sexual dimorphism and species diversity: from clades to sites.

性别二态性和物种多样性：从进化枝到地点。

• DOI: 10.1016/j.tree.2019.09.001
• 发表时间: 2020
• 期刊: Trends in Ecology and Evolution.
• 作者: K Tsuji;K Kobayashi;E Hasegawa;J Yoshimura;Ippei Obata;Ippei Obata;Kaoru Tsuji & Fukami Tadashi
• 通讯作者: Kaoru Tsuji & Fukami Tadashi

群集のなかの雌雄差

人群中的性别差异

• 发表时间: 2021
• 作者: K Tsuji;K Kobayashi;E Hasegawa;J Yoshimura;Ippei Obata;Ippei Obata;Kaoru Tsuji & Fukami Tadashi;Ippei Obata;辻かおる
• 通讯作者: 辻かおる

Stanford/Rice University/University of California Davis(米国)

斯坦福大学/莱斯大学/加州大学戴维斯分校（美国）

Facultad de Veterinaria(スペイン)

兽医学院（西班牙）

スタンフォード大学(米国)

斯坦福大学（美国）