【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15H02420 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

潜葉虫 / 送粉 / 植物食 / 被子植物 / 絶対送粉共生 / 多様化 / コミカンソウ科 / 多様性 / 寄主特異性 / 送粉者群集 / 食植者 / コケ食 / 栽培共生 / ハモグリバエ / コミカンソウ属 / ハナホソガ / コケ / キノコバエ / コケ植物 / シギアブ科 / コバネガ科 / キノコバエ科 / 装飾花 / コバネガ / シギアブ / 食植性昆虫 / 食植性 / 共生 / 共進化

【研究成果の概要】

最も祖先的な植物であるコケ植物を摂食する昆虫類、特にコバネガ類とシギアブ類の多様性、形態、生態、寄主特異性、系統について明らかにした。また、コケの虫えいを世界で初めて、ペルーのミミカキゴケで発見したが、それは、種子植物の虫えいで見られるような装飾や硬化が見られないという顕著な特徴が見られた。これらの調査に並行して、著しい多様性を持つ潜葉虫類の寄主植物データベース作成の作業を進めた。一方、植物と植食者の究極の共生系であるコミカンソウ科の絶対送粉共生系はこれまで旧世界からしか見つかっていなかったが、今回新大陸から初めて見出した。これまでの絶対送粉共生に関する知見をまとめ、その総説を上梓した。

【研究の社会的意義】

腐肉食や肉食だった昆虫がいかに植物食になったのか、いまだにコケ食を続けている祖先的な昆虫（コバネガ科やシギアブ科）はどのような生態をしているか、虫えいはいかに起源したか、潜葉虫はいかに多様化していったか、種子食性の昆虫がいかに送粉者に変化し、植物の共生のパートナーになっていったのか、といった進化の重要なテーマに本研究は切り込んだ。これらの発見は、植食者がいかに起源し、どのように多様化していったかについて、新しい視点を提供するものである。また、コミカンソウ科の絶対送粉共生についてまとめた英語の総説は、高度に相互依存的な一対一の共生関係のモデル系として、進化学や生態学の発展に寄与するであろう。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31

【配分額】39,780千円 (直接経費: 30,600千円、間接経費: 9,180千円)

【研究分野】広領域

【研究領域課題番号】07309001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

多様性 / 相互作用 / 細胞分化 / 再帰性 / 人工生命 / 生命の起源 / 発生 / 複雑性 / 分化 / 老化 / 共進化 / 複製 / 突然変異

【研究成果の概要】

昨年の研究会を通して多様性と再帰性の問題が生命システムを考える上で重要であると認識された。これを踏まえて、個体と全体の関係、生物集団の社会性、やわらかな再帰性の3つの話題を中心として密度の高い研究集会を行なうとともにそれぞれのテーマでの研究を進めた。研究会ではまず、これまでの生物への理論的アプローチを概観し何が欠けているかを議論した。郡司は内部的な立場から生命の理論を構築することを進め、田崎は自然現象とモデルの対応のあり方についての考察を行なった。ついで、共生や生態系を例にして相互作用のもたらす多様さと複雑さを議論した。甲山は森林の動的な複雑さを調べた。一方、高木はガウゼの古典的実験をとらえなおしてこういった相互作用の重要性を指摘した。
しかし、進化を通してあらわれてきた生命を議論する際には、かならずしも現存する生物を記述しているだけでは真の理解には到達できない。宝谷はリポソームと細胞骨格からなる人工細胞システムを作ることでこの方向の研究を進め、柳川はマリグラヌ-ルの実験によって生命の起源での動的な多様さを調べている。このような中から、再帰的な構造としての現在の遺伝子型の生命が現われて来たかは理論的に重要な問であり、その方向に向けての研究が金子、池上らにより進められている。さらに、こういった問題意識をふまえて四方は生命を構成的に捉えるべく生命創製の実験を進めている。
一方、現在の生物では発生過程に、相互作用と再帰構造の生成は見られている。桂は遺伝子の相互作用の観点からの研究を進めている。また、研究会では発生における相互作用の問題の典型として等価群の問題が議論された。
かなり広い分野、しかも実験と理論にまたがる、新しい研究プロジェクトであったが、この2年を通じて共通する問題意識が明確化され、今後の研究方向を考えて行くうえで有用な示唆が得られたと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)