表現型可塑性の共進化に関する実験生態学的研究

表型可塑性协同进化的实验生态学研究

基本信息

批准号：
05J09035
负责人：
岸田治
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

環境依存的な形態的可塑性について、エゾアカガエル幼生とそれを捕食するエゾサンショウウオ幼生をモデル生物とした野外調査・室内実験研究を行った。野外調査により、自然の池群集において2種の両生類幼生間の軍拡競争的形態発現がいくつかの環境条件下で生じていることを確かめた。カエル幼生に比べてサンショウウオ幼生のサイズが大きいとき、サンショウウオ幼生の密度が高いとき、他の相互作用種(上位捕食者や下位被食者)の密度が低いときに、2種の対抗的形態が強く発現する傾向にあった。これらの条件下では、サンショウウオ幼生による高い捕食圧が実現し、その結果として2種の形態反応が促進されていると考えられた。そこで、室内実験により、2種のサイズや密度、上位捕食者の存在の有無、下位のエサ生物量に応じて、2種の形態反応と2種の捕食-被食相互作用がどのように左右されるのか調べた。その結果、サンショウウオ幼生のサイズが大きいときや彼らの密度が高いときに、捕食されるカエル幼生の数が多く、生存個体の防御形態発現が強いことが明らかとなった。また、環境中に上位捕食者が存在するときやカエル幼生のエサ生物が多いとき、2種の捕食被食関係は緩和され、それに応じて対抗的な形態反応が抑制されていた。これらの結果は、エゾサンショウウオ幼生とエゾアカガエル幼生との間でみられる対抗的な形態変化は、2種の密接な相互作用が実現したときに発現されるものであり、それには生物群集内の他の生物種が深く関わっている可能性を示唆する。捕食者特異的な誘導形態発現とその柔軟性に関する最近の研究の成果を統合し総説としてまとめた。従来の捕食者誘導防御の進化条件に加えて、形態を一度変化させた後の柔軟性が可塑性の進化にとって重要であることを主張し、今後の研究の展望を述べた。

我们使用虾夷红蛙幼虫和捕食它们的虾夷蝾螈幼虫作为模式生物，对环境依赖性形态可塑性进行了实地调查和实验室实验。通过实地调查，我们证实两种两栖动物幼虫之间的军备竞赛形态表达在天然池塘群落的几种环境条件下发生。当蝾螈幼虫的体型比青蛙幼虫大时，当蝾螈幼虫的密度高时，以及当其他相互作用物种（高级捕食者和下级猎物）的密度低时，两个物种的对立形式倾向于予以强烈表达。在这些条件下，蝾螈幼虫的捕食压力较高，因此，这两个物种的形态反应被认为得到了促进。因此，在实验室实验中，我们研究了两个物种的形态反应以及两个物种的捕食者-猎物相互作用如何取决于两个物种的大小和密度、上层捕食者的存在或不存在以及捕食者的数量。我研究了是否会这样做。结果表明，当蝾螈幼虫体型较大或密度较高时，捕食的青蛙幼虫较多，存活个体的防御形态也较强。此外，当环境中存在顶级捕食者或青蛙幼虫的猎物种类较多时，两个物种之间的捕食关系会缓和，相反的形态反应也会相应受到抑制。这些结果表明，当虾夷蝾螈幼虫和虾夷红蛙幼虫之间观察到的相反的形态变化是在两个物种之间发生密切相互作用时表达的，并且这伴随着其他物种可能深入参与。一篇综述文章总结了最近关于捕食者特异性诱导形态表达及其灵活性的研究结果。除了捕食者诱导防御的传统进化条件外，他认为形态变化后的灵活性对于可塑性的进化很重要，并概述了未来的研究前景。