研究活動情報

• Frequency‐dependent community dynamics driven by sexual interactions

  Masato Yamamichi, Kaoru Tsuji, Shoko Sakai, Erik I. Svensson

  Abstract Research in community ecology has tended to focus on trophic interactions (e.g., predation, resource competition) as driving forces of community dynamics, and sexual interactions have often been overlooked. Here we discuss how sexual interactions can affect community dynamics, especially focusing on frequency‐dependent dynamics of horizontal communities (i.e., communities of competing species in a single ecological guild). By combining mechanistic and phenomenological models of competition, we place sexual reproduction into the framework of modern coexistence theory. First, we review how population dynamics of two species competing for two resources can be represented by the Lotka–Volterra competition model as well as frequency dynamics, and how niche differentiation and overlap produce negative and positive frequency‐dependence (i.e., stable coexistence and priority effect), respectively. Then, we explore two situations where sexual interactions change the frequency‐dependence in community dynamics: (1) reproductive interference, that is, negative interspecific interactions due to incomplete species recognition in mating trials, can promote positive frequency‐dependence and (2) density‐dependent intraspecific adaptation load, that is, reduced population growth rates due to adaptation to intraspecific sexual (or social) interactions, produces negative frequency‐dependence. We show how reproductive interference and density‐dependent intraspecific adaptation load can decrease and increase niche differences in the framework of modern coexistence theory, respectively. Finally, we discuss future empirical and theoretical approaches for studying how sexual interactions and related phenomena (e.g., reproductive interference, intraspecific adaptation load, and sexual dimorphism) driven by sexual selection and conflict can affect community dynamics.

  Wiley, 2023年09月, Population Ecology, 65(4) (4), 204 - 219

  研究論文（学術雑誌）


• Nectar microbes may indirectly change fruit consumption by seed-dispersing birds

  Kaoru Tsuji

  Elsevier BV, 2023年08月, Basic and Applied Ecology, 70, 60 - 69

  研究論文（学術雑誌）

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• Phylogenomic analysis of the genus Rosenbergiella and description of Rosenbergiella gaditana sp. nov., Rosenbergiella metrosideri sp. nov., Rosenbergiella epipactidis subsp. epipactidis subsp. nov., Rosenbergiella epipactidis subsp. californiensis subsp. nov., Rosenbergiella epipactidis subsp. japonicus subsp. nov., Rosenbergiella nectarea subsp. nectarea subsp. nov. and Rosenbergiella nectarea subsp. apis subsp. nov., isolated from floral nectar and insects

  Sergio Álvarez-Pérez, Clara de Vega, Kristof Vanoirbeek, Kaoru Tsuji, Hans Jacquemyn, Tadashi Fukami, Chris Michiels, Bart Lievens

  The genus Rosenbergiella is one of the most frequent bacterial inhabitants of flowers and a usual member of the insect microbiota worldwide. To date, there is only one publicly available Rosenbergiella genome, corresponding to the type strain of Rosenbergiella nectarea (8N4^T), which precludes a detailed analysis of intra-genus phylogenetic relationships. In this study, we obtained draft genomes of the type strains of the other Rosenbergiella species validly published to date (R. australiborealis, R. collisarenosi and R. epipactidis) and 23 additional isolates of flower and insect origin. Isolate S61^T, retrieved from the nectar of an Antirrhinum sp. flower collected in southern Spain, displayed low average nucleotide identity (ANI) and in silico DNA–DNA hybridization (isDDH) values when compared with other Rosenbergiella members (≤86.5 and ≤29.8 %, respectively). Similarly, isolate JB07^T, which was obtained from the floral nectar of Metrosideros polymorpha plants in Hawaii (USA) had ≤95.7 % ANI and ≤64.1 % isDDH with other Rosenbergiella isolates. Therefore, our results support the description of two new Rosenbergiella species for which we propose the names Rosenbergiella gaditana sp. nov. (type strain: S61^T=NCCB 100789^T=DSM 111181^T) and Rosenbergiella metrosideri sp. nov. (JB07^T=NCCB 100888^T=LMG 32616^T). Additionally, some R. epipactidis and R. nectarea isolates showed isDDH values<79 % with other conspecific isolates, which suggests that these species include subspecies for which we propose the names Rosenbergiella epipactidis subsp. epipactidis subsp. nov. (S256^T=CECT 8502^T=LMG 27956^T), Rosenbergiella epipactidis subsp. californiensis subsp. nov. (FR72^T=NCCB 100898^T=LMG 32786^T), Rosenbergiella epipactidis subsp. japonicus subsp. nov. (K24^T=NCCB 100924^T=LMG 32785^T), Rosenbergiella nectarea subsp. nectarea subsp. nov. (8N4^T = DSM 24150^T = LMG 26121^T) and Rosenbergiella nectarea subsp. apis subsp. nov. (B1A^T=NCCB 100810^T= DSM 111763^T), respectively. Finally, we present the first phylogenomic analysis of the genus Rosenbergiella and update the formal description of the species R. australiborealis, R. collisarenosi, R. epipactidis and R. nectarea based on new genomic and phenotypic information.

  Microbiology Society, 2023年03月, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 73(3) (3)

  研究論文（学術雑誌）


• Sugar Concentration, Nitrogen Availability, and Phylogenetic Factors Determine the Ability of Acinetobacter spp. and Rosenbergiella spp. to Grow in Floral Nectar.

  José R Morales-Poole, Clara de Vega, Kaoru Tsuji, Hans Jacquemyn, Robert R Junker, Carlos M Herrera, Chris Michiels, Bart Lievens, Sergio Álvarez-Pérez

  The floral nectar of angiosperms harbors a variety of microorganisms that depend predominantly on animal visitors for their dispersal. Although some members of the genus Acinetobacter and all currently known species of Rosenbergiella are thought to be adapted to thrive in nectar, there is limited information about the response of these bacteria to variation in the chemical characteristics of floral nectar. We investigated the growth performance of a diverse collection of Acinetobacter (n = 43) and Rosenbergiella (n = 45) isolates obtained from floral nectar and the digestive tract of flower-visiting bees in a set of 12 artificial nectars differing in sugar content (15% w/v or 50% w/v), nitrogen content (3.48/1.67 ppm or 348/167 ppm of total nitrogen/amino nitrogen), and sugar composition (only sucrose, 1/3 sucrose + 1/3 glucose + 1/3 fructose, or 1/2 glucose + 1/2 fructose). Growth was only observed in four of the 12 artificial nectars. Those containing elevated sugar concentration (50% w/v) and low nitrogen content (3.48/1.67 ppm) were limiting for bacterial growth. Furthermore, phylogenetic analyses revealed that the ability of the bacteria to grow in different types of nectar is highly conserved between closely related isolates and genotypes, but this conservatism rapidly vanishes deeper in phylogeny. Overall, these results demonstrate that the ability of Acinetobacter spp. and Rosenbergiella spp. to grow in floral nectar largely depends on nectar chemistry and bacterial phylogeny.

  2022年08月, Microbial ecology, 英語, 国際誌

  研究論文（学術雑誌）


• Correction to: Nitrogen Assimilation Varies Among Clades of Nectar- and Insect-Associated Acinetobacters.

  Sergio Álvarez-Pérez, Kaoru Tsuji, Marion Donald, Ado Van Assche, Rachel L Vannette, Carlos M Herrera, Hans Jacquemyn, Tadashi Fukami, Bart Lievens

  2022年01月, Microbial ecology, 83(1) (1), 256 - 256, 英語, 国際誌


• Nitrogen Assimilation Varies Among Clades of Nectar- and Insect-Associated Acinetobacters.

  Sergio Álvarez-Pérez, Kaoru Tsuji, Marion Donald, Ado Van Assche, Rachel L Vannette, Carlos M Herrera, Hans Jacquemyn, Tadashi Fukami, Bart Lievens

  Floral nectar is commonly colonized by yeasts and bacteria, whose growth largely depends on their capacity to assimilate nutrient resources, withstand high osmotic pressures, and cope with unbalanced carbon-to-nitrogen ratios. Although the basis of the ecological success of these microbes in the harsh environment of nectar is still poorly understood, it is reasonable to assume that they are efficient nitrogen scavengers that can consume a wide range of nitrogen sources in nectar. Furthermore, it can be hypothesized that phylogenetically closely related strains have more similar phenotypic characteristics than distant relatives. We tested these hypotheses by investigating the growth performance on different nitrogen-rich substrates of a collection of 82 acinetobacters isolated from nectar and honeybees, representing members of five species (Acinetobacter nectaris, A. boissieri, A. apis, and the recently described taxa A. bareti and A. pollinis). We also analyzed possible links between growth performance and phylogenetic affiliation of the isolates, while taking into account their geographical origin. Results demonstrated that the studied isolates could utilize a wide variety of nitrogen sources, including common metabolic by-products of yeasts (e.g., ammonium and urea), and that phylogenetic relatedness was associated with the variation in nitrogen assimilation among the studied acinetobacters. Finally, nutrient source and the origin (sample type and country) of isolates also predicted the ability of the acinetobacters to assimilate nitrogen-rich compounds. Overall, these results demonstrate inter-clade variation in the potential of the acinetobacters as nitrogen scavengers and suggest that nutritional dependences might influence interactions between bacteria and yeasts in floral nectar.

  2021年05月, Microbial ecology, 81(4) (4), 990 - 1003, 英語, 国際誌

  研究論文（学術雑誌）


• Acinetobacter pollinis sp. nov., Acinetobacter baretiae sp. nov. and Acinetobacter rathckeae sp. nov., isolated from floral nectar and honey bees.

  Sergio Alvarez-Perez, Lydia J Baker, Megan M Morris, Kaoru Tsuji, Vivianna A Sanchez, Tadashi Fukami, Rachel L Vannette, Bart Lievens, Tory A Hendry

  A detailed evaluation of eight bacterial isolates from floral nectar and animal visitors to flowers shows evidence that they represent three novel species in the genus Acinetobacter. Phylogenomic analysis shows the closest relatives of these new isolates are Acinetobacter apis, Acinetobacter boissieri and Acinetobacter nectaris, previously described species associated with floral nectar and bees, but high genome-wide sequence divergence defines these isolates as novel species. Pairwise comparisons of the average nucleotide identity of the new isolates compared to known species is extremely low (<83 %), thus confirming that these samples are representative of three novel Acinetobacter species, for which the names Acinetobacter pollinis sp. nov., Acinetobacter baretiae sp. nov. and Acinetobacter rathckeae sp. nov. are proposed. The respective type strains are SCC477T (=TSD-214T=LMG 31655T), B10AT (=TSD-213T=LMG 31702T) and EC24T (=TSD-215T=LMG 31703T=DSM 111781T).

  2021年05月, International journal of systematic and evolutionary microbiology, 71(5) (5), 英語, 国際誌

  研究論文（学術雑誌）


• Dimorphic flowers modify the visitation order of pollinators from male to female flowers.

  Kaoru Tsuji, Kazuya Kobayashi, Eisuke Hasegawa, Jin Yoshimura

  Sexual dimorphism is a pervasive form of variation within species. Understanding how and why sexual dimorphism evolves would contribute to elucidating the mechanisms underlying the diversification of traits. In flowering plants, pollinators are considered a driver of sexual dimorphism when they affect female and male plant fitness in distinct ways. Here, we found that flowers appear to manipulate the behavior of pollinators using sexually dimorphic traits in the dioecious tree Eurya japonica. In this plant, female flowers present a higher-quality reward for pollinators, whereas male flowers have a more conspicuous appearance. Plants benefit by inducing pollinators to carry pollen from male to female flowers, and their sexual dimorphism might thus facilitate pollen movement through pollinator behavior. In two-choice experiments, pollinators frequently moved from male to female flowers, whereas computer simulation suggested that sexually dimorphic traits would evolve if pollinators changed behavior depending on the traits of the flowers they had just visited. These results suggest that the floral traits affecting the visiting order of pollinators have evolved in plants. Using E. japonica, we theoretically show that the induction of sequential behavior in pollinators might be crucial to the evolution of sexual dimorphism in flowers, and our experiments support these findings.

  2020年06月, Scientific reports, 10(1) (1), 9965 - 9965, 英語, 国際誌

  研究論文（学術雑誌）


• Sexual Dimorphism and Species Diversity: from Clades to Sites

  Kaoru Tsuji, Tadashi Fukami

  Elsevier {BV}, 2020年02月, Trends in Ecology & Evolution, 35(2) (2), 105 - 114

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Divergence Process of Sophiodeia Tiger Beetles (Coleoptera, Cicindelidae) in Japan Inferred from Molecular Phylogeny: 日本に生息するナミハンミョウ属(鞘翅目ハンミョウ科)の分岐過程に関する分子系統に基づく考察

  ツジ カオル, ソタ テイジ, ホリ ミチオ

  2019年12月, 9(2) (2), 253 - 261, 英語


• Community-Wide Consequences of Sexual Dimorphism: Evidence from Nectar Microbes in Dioecious Plants

  Kaoru Tsuji, Tadashi Fukami

  Wiley, 2019年01月, The Bulletin of the Ecological Society of America, 100(1) (1)

  研究論文（学術雑誌）


• Community‐wide consequences of sexual dimorphism: evidence from nectar microbes in dioecious plants

  Kaoru Tsuji, Tadashi Fukami

  2018年09月, Ecology, 99(11) (11), 2476 - 2484

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Florivory indirectly decreases the plant reproductive output through changes in pollinator attraction

  Kaoru Tsuji, Takayuki Ohgushi

  2018年03月, Ecology and Evolution, 8(5) (5), 2993 - 3001, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Sexual Differences in Chemical Composition and Aroma-active Compounds of Essential Oil from Flower Buds of Eurya japonica

  Mitsuo Miyazawa, Atsushi Usami, Takio Tanaka, Kaoru Tsuji, Manami Takehara, Yuki Hori

  2016年04月, JOURNAL OF OLEO SCIENCE, 65(4) (4), 357 - 363, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Colorful patterns indicate common ancestry in diverged tiger beetle taxa: Molecular phylogeny, biogeography, and evolution of elytral coloration of the genus Cicindela subgenus Sophiodela and its allies

  Kaoru Tsuji, Michio Hori, Moe Hnin Phyu, Hongbin Liang, Teiji Sota

  2016年02月, MOLECULAR PHYLOGENETICS AND EVOLUTION, 95, 1 - 10, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Florivory and pollinator visitation: a cautionary tale

  Kaoru Tsuji, Manpreet K. Dhami, David J. R. Cross, Carolyn P. Rice, Nic H. Romano, Tadashi Fukami

  2016年, AOB PLANTS, 8, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Characteristic Odor Components of Essential Oils from Eurya japonica

  Ryota Motooka, Atsushi Usami, Hiroshi Nakahashi, Satoshi Koutari, Satoshi Nakaya, Ryoyu Shimizu, Kaoru Tsuji, Shinsuke Marumoto, Mitsuo Miyazawa

  2015年05月, JOURNAL OF OLEO SCIENCE, 64(5) (5), 577 - 584, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Florivores on the dioecious shrub Eurya japonica and the preferences and performances of two polyphagous geometrid moths on male and female plants

  Kaoru Tsuji, Teiji Sota

  2013年07月, ENTOMOLOGICAL SCIENCE, 16(3) (3), 291 - 297, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Geographic variation in oviposition preference for male and female host plants in a geometrid moth: implications for evolution of host choice

  Kaoru Tsuji, Teiji Sota

  2011年11月, ENTOMOLOGIA EXPERIMENTALIS ET APPLICATA, 141(2) (2), 178 - 184, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Sexual differences in flower defense and correlated male-biased florivory in a plant-florivore system

  Kaoru Tsuji, Teiji Sota

  2010年11月, OIKOS, 119(11) (11), 1848 - 1853, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Odor-guided bee pollinators of two endangered winter/early spring blooming orchids, Cymbidium kanran and Cymbidium goeringii, in Japan

  Kaoru Tsuji, Makoto Kato

  2010年09月, PLANT SPECIES BIOLOGY, 25(3) (3), 249 - 253, 英語

  [査読有り]


• Spectral sensitivity and wing colors of Narathura and Panchala species

  Michio Imafuku, Kaoru Tsuji

  2008年12月, JOURNAL OF INSECT PHYSIOLOGY, 54(12) (12), 1511 - 1515, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）


• Pollinator and stem- and corm-boring insects associated with mycoheterotrophic orchid Gastrodia elata

  Makoto Kato, Kaoru Tsuji, Atsushi Kawakita

  2006年09月, ANNALS OF THE ENTOMOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA, 99(5) (5), 851 - 858, 英語

  [査読有り]

  研究論文（学術雑誌）

• 生き物たちの不思議な関係 昆虫や鳥、微生物。多様な種と雌雄で異なる関係を結ぶヒサカキ

  辻かおる

  2024年07月, 自然と科学の情報誌 ミルシル, 17(4) (4), 26 - 29

  [招待有り]

  記事・総説・解説・論説等（その他）


• 人と環境(24)雄花と雌花で微生物群集が異なることを発見

  辻 かおる

  日本緑化センター, 2019年03月, グリーン・エージ, 46(3) (3), 28 - 31, 日本語

• 日本のハンミョウ

  堀, 道雄

  北隆館, 2019年11月, 日本語, ISBN: 9784832607644

• Bacteria in honeybee crops are decoupled from those in floral nectar and bee mouth.

  Kaoru Tsuji, Magdalena Warren, Leslie Decker, Manabu Kishi, Jihoon Yang, Adina Howe, Tadashi Fukami

  XXVII International Congress of Entomology

  シンポジウム・ワークショップパネル（公募）


• 分散距離と群集集合の意外な関係

  辻 かおる, Leslie Decker, Megan Morris, 深見 理

  日本生態学会, 2022年03月

  [招待有り]


• 性的二型の進化と多種に及ぼす波及効果

  辻かおる

  日本進化学会, 2021年08月

  [招待有り]


• 群集のなかの雌雄差

  辻かおる

  日本生態学会, 2021年03月

  [招待有り]


• 花の微生物と送粉共生：農地での応用の可能性

  辻 かおる, 宮下直, 深見理

  日本生態学会, 2021年03月

  [招待有り]


• 花の雌雄差と花を利用する昆虫や微生物群集の関係

  辻かおる

  個体群生態学会, 2020年11月

  [招待有り]


• ヒサカキの花の蜜に住む微生物

  辻かおる

  日本生態学会大会講演要旨(Web), 2018年, 日本語


• ヒサカキの花の匂いと訪花者

  辻かおる, 小澤理香

  日本生態学会大会講演要旨(Web), 2017年, 日本語


• ヒサカキにおける花形質の雌雄差

  辻かおる, 大串隆之

  日本生態学会大会講演要旨(Web), 2016年, 日本語


• ヒサカキの花の雌雄差と花を利用する昆虫

  辻かおる

  日本生態学会大会講演要旨(Web), 2014年, 日本語


• ヒサカキの雄に偏った花食害と植物の性が2種のシャクガに与える影響

  辻かおる

  日本生態学会大会講演要旨集, 2013年03月, 日本語


• ヒサカキの性特異的な防御とそれに相関する花食者の産卵選好性

  辻かおる, 曽田貞滋

  日本生態学会大会講演要旨集, 2011年03月, 日本語


• ナミハンミョウとその近縁種の分子系統と系統地理

  辻かおる, 堀道雄, 曽田貞滋

  日本応用動物昆虫学会大会講演要旨, 2010年03月, 日本語


• 花食性ナミシャクによるヒサカキの雄花・雌花の選択的利用とその要因

  辻かおる, 曽田貞滋

  日本生態学会大会講演要旨集, 2009年03月, 日本語

• 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

  辻 かおる

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 若手研究, 2021年11月01日 - 2024年03月31日

  前年に引き続き、花に棲む微生物がヒサカキの繁殖にどのような影響を与えているのかを解明するため、雌雄異株植物ヒサカキ（Eurya japonica）の花に、ヒサカキの花から単離されたMetschnikowia 属の酵母とAcinetobacter属の細菌を実験的に再導入した。すると、酵母を導入した際には花蜜の酸度に変化が見られない一方、細菌を導入すると花蜜の酸度が低下した。Acinetobacter属の細菌は代謝過程で、糖を酸に変える性質があることが知られているため、花蜜の酸度の低下は、蜜に含まれる糖類が酸に変換したことによると考えられる。この細菌により花蜜成分の変化は、蜜に棲む微生物が花形質を変化させていることを示唆している。 さらに、酵母を導入した際には、蜜の酸度の低下は見られなかったが、果実の中で成熟する種子の割合が低下していた。今回用いたMetschnikowia 属の酵母は、蜜で増殖する際にアミノ酸の成分などを変え、送粉者であるマルハナバチや寄生バチの行動などに影響を与えることが知られている。そのため、今回の実験においても、酵母の導入に伴い、花蜜に含まれるアミノ酸の組成が変わり、ヒサカキの主な送粉者であるキンバエやイエバエ、ニクバエなどの複数種の双翅目昆虫の行動が変化したことが推測される。 また、果実の中で成熟する種子の割合が多いほど、果実が大きくなることは以前の研究結果でも示されていたが、今回の実験でも同様の傾向を確認することができた。この果実の大きさは、鳥の果実の採餌とも関係している可能性があるため、現在解析を進めている。


• 花圏に優占するスフィンゴモナス属細菌の植物との共生関係と地理的変異

  酒井 章子, 乾 陽子, 辻 かおる

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 京都大学, 2020年04月01日 - 2024年03月31日

  細菌の16S rRNAをターゲットとした Amplicon Sequencingにより、アカメガシワの花微生物叢は雄花と雌花で大きく異なるが、年によっても優占する細菌には大きな変動があることがわかった。その一方で、主要な細菌のメンバーはその頻度は変化するものの、年に関わらず出現していた。花上の細菌について年々変動を扱った研究はほとんどなく、その要因はわからないが、先住者効果などが働いている可能性があると考えている。 雌花で出現するスフィンゴモナス細菌が植物の結実率などに影響を与えるかどうかを調べるために、培養した細菌を用いて接種実験を行った。結実率は接種を行わなかったコントロールも含め総じて高く、大きな変化は検出できなかった。一方、結実した種子の細菌叢を調べてみると、接種した樹木では組成や量が変化していることを示唆する結果を得た。今後、細菌の組成だけでなく、量も評価したいと考え、定量PCRのプライマーの検討も行い、全体量については評価法を確立できたので、次年度以降は量についても解析を進めていく。これまで農作物を対象に行われた研究で、花から細菌が植物体に入り、種子から垂直伝播し子植物の成長を促進したり、親植物の耐病性を向上させたりという報告がある。アカメガシワとスフィンゴモナス細菌の間にも、そのような関係があるかもしれない。 本年度中に関連論文2本が国際紙に受理された。また、2本が投稿中である。そのほか、日本生態学会ではシンポジウム「花と種子の微生物」を主催し、生態学会の内外から5名の研究者に講演をしていただいた。そのほか、ポスター発表や招待講演も行った。


• 我先にと送粉者を呼ぶ雄花・雄花に立ち寄った送粉者を呼び止める雌花

  辻 かおる, 小澤 理香, 高林 純示

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 京都大学, 2015年04月01日 - 2017年03月31日

  本研究では、（1）花形質の雌雄差の解明の研究を雌雄異株植物ヒサカキを用いて行い、匂いと蜜成分について新知見を得た。また、（２）送粉者の観察と行動実験から、送粉者の反応が雌雄の花で異なることが明らかになった。具体的には、匂いの主成分のイオン強度（匂いの強さ）に有意な雌雄差はなかったが、微量成分は雄花で多く放出されていた。一方、花蜜に含まれる糖の主成分の濃度は雌花で有意に高かった。さらに、送粉者を用いた行動実験では、送粉者の花での滞在時間は雄花より雌花で長くなっていた。これらの結果から、花の雌雄差とそれに対応する送粉者の行動が新たに明らかになった。


• 花食者が創り出す花形質の性差と多様性

  辻 かおる

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 京都大学, 2013年04月01日 - 2016年03月31日

  花と花食性および送粉性昆虫との相互作用の中で、花の雌雄差がどのようにして生み出されるのかを明らかにすることを目的に、雑居性雌雄異株植物ヒサカキを材料として研究を進めている。 前年に続き、花の大きさ、花蜜の雌雄差と送粉者数について再解析を行い、（１）雄花は雌花より大きいこと、（２）花蜜糖度は雄花より雌花で高いこと、（３）雄花と雌花で送粉者数に有意な差は見られないこと、（４）雄では花弁の大きさが送粉者数と正の相関にあるが、雌ではそうでないこと、（５）雌では花蜜糖度が送粉者数と正の相関にあるが、雄ではそうでないこと、を明らかにした。これらの結果は、雄花では送粉者数を多く呼ぶための広告として、機能すると考えられている花弁が、雌花では送粉者を呼ぶための報酬として機能すると考えられる花蜜が、送粉者の誘引に寄与していることを示唆している。 防御を含む複数の花形質の雌雄差や花食害に関わる測定、実験結果の再解析も前年に続き行った。その中で、花弁を除去しても花粉添加すれば結実率は低下しないが、花粉を添加しなければ、自然状態に比べ結実率が半分ほど低下することが明らかになった。このことは、ヒサカキでは、花弁の損傷が送粉者の誘引を低下させることを示唆している。 また、ヒサカキ以外の植物、ミミュルスを材料に、花食者と送粉者の関係に焦点をあて研究も行った。この研究では、野外で花食害の頻度と送粉者の訪花に負の相関がみられることを明らかにした。そこで、この負の相関は、前述のヒサカキ同様花弁の損傷が送粉者の誘引を低下させたためではないかと考え、花弁を損傷させる実験を行ったが、この予測を支持する結果は得られなかった。野外観察及び実験結果を解析する中、野外で見られた花食害と送粉者の訪花頻度の負の相関は、送粉者が好む花の場所と、花食者が好む花の場所が異なることによりみられているのではないかと考えられた。


• 花食に対する植物の防衛戦略と花食者の対抗進化

  辻 かおる

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 京都大学, 2009年 - 2011年

  被子植物の約3割が、両性花ではなく、性の分化した花をつける。個体による性分化がある植物では、様々な形質に性的二型があるだけでなく、植食者による食害の程度にも性差があることが報告されている.片方の性に偏った食害が生じるのは、植物形質の雌雄差が植食者の適応度に影響し,植物の性に対する植食者の選好性を変化させるためであると考えられてきたが、これについての実証研究は行われてこなかった。また片方の性に偏った食害は、植物の性表現そのものの進化や、性比の偏りを産み出す淘汰圧としても重要であると考えられる. 本研究では、雑居性雌雄異株植物ヒサカキを材料に,植物側の防御の雌雄差とそれに対する植食者の適応を明らかにするための研究を行った。まず、ヒサカキを利用する植食者の野外観察を行い、ヒサカキの雌花の被食害は雄花より少ないこと、ヒサカキの雄花、両性花のみを食害し、雌花を食害しない花蕾専食性ソトシロオビナミシャクがいることを明らかにした。次に、化学分析により、ヒサカキの雌花は雄花より多くの化学防御物質を含むことを明らかにし、飼育実験によって、ソトシロオビナミシャクの幼虫は雌の花蕾を食べると死亡することを明らかにした。 また、ヒサカキの花蕾の雌雄差はソトシロオビナミシャクだけでなく、葉と花蕾を利用するナカウスエダシャクの適応度と、花蕾の摂食程度にも影響を与えることを飼育実験で明らかにし、花蕾専食者でも、花蕾に虫瘤を形成するタマバエの1種では雌雄の花蕾を同等に利用していることを野外観察で明らかにした。 本研究により、(1)ヒサカキの花蕾では雄に偏った食害が生じていること、(2)ヒサカキの花の防御に雌雄差があり、雌花がより防御されていること、(3)ヒサカキの花蕾の雌雄差は植食者の適応度に影響を与えることが明らかになった。