共同研究・競争的資金等の研究課題

• 基盤研究(B), 2013年04月01日 - 2016年03月31日, 25291090, ニッチ構築としての鳥の巣：未知の共生系の進化生態学的研究, 上田 恵介; 八尋 克郎; 亀田 佳代子; 広渡 俊哉; 岩田 隆太郎; 山口 典之; 荒谷 邦雄; 佐藤 宏明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 立教大学, 15210000, 11700000, 3510000, ３年間の研究期間において、とくに九州地方のカササギと南西諸島に生息する鳥類の巣に生息する昆虫類の調査を行った。ヒロズコガ類を筆頭に鱗翅目蛾類において、いくつかの未記録種や新種を発見した。また鞘翅目昆虫において、リュウキュウオオハナムグリなど生態が未知の甲虫類の生息について、さまざまな情報が得られた。甲虫類については、九州大学及び琵琶湖博物館において、分担研究者が安定同位体分析を行ない，鳥の巣昆虫が食物連鎖上で、どのような地位にあるのかの生態学的知見を得ることができた。これらの成果は論文として公表し，また2015年に行なわれた日本昆虫学会（九州大学）において行なわれたシンポジウムで発表した。, kaken

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• 基盤研究(C), 2010年04月01日 - 2015年03月31日, 22570019, 草食獣－植物－植食性昆虫の三者系における局所的適応進化の実証的研究, 佐藤 宏明; 木村 正人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 4550000, 3500000, 1050000, 奈良公園に生育するイラクサは近隣地域のイラクサとくらべるとおびただしい数の刺毛を葉や茎に備えている．奈良公園では1200年にわたり多数のシカが保護されてきたことを念頭に，本研究は，(1)個体群間の刺毛の変異はシカの生息密度に依存している，(2)刺毛はシカに対する防御には役立つが植食性昆虫には役立たない，(3)奈良公園のイラクサ集団は他地域の集団とは遺伝的に相当異なる，という結果から，奈良公園に生育するイラクサの異常に多い刺毛はシカに対する防御形質として進化したと結論づけた．また，奈良公園のアカタテハは幼虫の成育に関して奈良公園のイラクサに局所適応をしていることを示した．, kaken

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• 基盤研究(B), 2006年 - 2008年, 18380090, シカの被食による植物の質と形態の変化が植食性昆虫の生活史と個体群動態に及ぼす影響, 柴田 叡弌; 佐藤 宏明; 酒井 敦; 日野 輝明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 名古屋大学, 17640000, 15000000, 2640000, ニホンジカによる樹木剥皮と林床植生の採食が激しい大台ヶ原と奈良公園において、シカをめぐる生物間相互作用を明らかにした。大台ヶ原では、シカの採食はササの小型化をもたらすが、それは接触刺激によることが示唆された。またゴールを形成するタマバエの間接効果を明らかにした。奈良公園では、防御形質と考えられるイラクサ刺毛密度の進化にシカの被食が淘汰圧として作用していることが示唆された。, kaken

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• 基盤研究(C), 2004年 - 2007年, 16570017, 寄主植物の雌雄性が植食性昆虫とその寄生蜂に与える影響, 佐藤 宏明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 3530000, 3200000, 330000, 本研究の当初の目的は,ヒサカキの雌株・雄株間に見られる成長様式や栄養成分,二次代謝産物量の差違が潜葉性小蛾であるヒサカキムモンハモグリガの生態およびその寄生蜂群集に与える影響を明らかにすることであった.しかし,ヒサカキムモンハモグリガの雌株・雄株間での密度の違いは年次によって異なり,寄主植物の雌雄性が植食性昆虫に与える影響を明確にすることはできなかった.その代わり以下の重要な知見が得られた.
  1.ヒサカキムモンハモグリガは旧年葉にもっぱら産卵し,当年葉にはほとんど産卵していなかった.当年葉は旧年葉に比べ,窒素量が少なく,窒素炭素比が低いことから栄養的に劣り,またカテキン類のひとつであるエピガロカテキン量が高かった.また,当年葉に強制産卵させたところ,孵化した幼虫のほとんどが変形した葉組織細胞に囲まれ死亡した.したがって,雌成虫が当年葉にほとんど産卵しない適応的意義として,当年葉の栄養的な質の低さではなく,潜孔に対する当年葉の過敏感応答を回避している言える.
  2.ヒサカキムモンハモグリガ幼虫を実験的に殺した葉と生かしたままの葉でその後の落葉率を比較した野外操作実験から,ヒサカキムモンハモグリガ幼虫は自身が潜っている葉が劣化し落ちることがないよう,羽化直前まで落葉を抑制し,結果として生存率を高めていることがわかった.
  3.ヒサカキムモンハモグリガの寄生蜂群集は12種からなり,うち1種がkoinobiontであり,他はidiobiontであった.この寄生蜂群集の多種共存機構として,優占種であり,ヒサカキムモンハモグリガを専門に利用するkoinobiontに対するidiobiontの高い二次寄生率と,これらidiobiontの広い寄主利用幅があげられた.
  4.大阪府立大と北海道大学に所蔵されている標本と野外採集で得られた標本から4未記載種を発見した.また,東南アジア島嶼域には分布しないとされていたムモンハモグリガ上科がインドネシアのジャワ島にも分布することを確認した., kaken

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• 2001年 - 2007年, 糞虫の群集生態学, 0, 0, 0, 大台ヶ原にてニホンジカの増加にともなうミヤコザサ草地の拡大が糞虫群集に与える影響を調査する一方，奈良県御杖村にて新たに造成された放牧地にて糞虫群集の構造化過程を調査した。, 競争的資金
• 2001年 - 2007年, Community ecology of dung beetles, 0, 0, 0, 競争的資金
• 萌芽研究, 2005年 - 2006年, 17657019, 大型植食動物による被食圧に対する植物の反応, 酒井 敦; 佐藤 宏明; 柴田 叡弌, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 3500000, 3500000, 本研究では、大台ケ原山においてニホンジカによる被食圧下で分布を拡大しつつあるミヤコザサを材料に、植物の耐被食戦略を検討した。前年度までの研究により、「シカによる被食圧下にあるササは接触刺激を認識して小型化し、その結果植物体各部の窒素濃度の増大・光合成装置の増加により光合成能力が向上し、その結果として小型化(=受光面積の縮小)に伴う光合成物質生産の低下が補償される」、という可能性が示唆された。18年度はこの「接触形態形成に端を発する連鎖反応による補償光合成」の可能性をさらに検討した。
  1.小型化の意義:シカによる被食圧下にあるササ群落内に、プロテクトケージを用いて様々な高さのササのパッチを作製した後ケージを撤去し、シカの食害による葉の損失速度を測定した。その結果、周囲よりわずかに背が高くなると葉の損失が急増することから、小型化は集中的な食害の回避に必須であることが分かった。
  2.稈密度:大台ケ原山正木峠周辺のササ群落の当年稈密度は、防鹿柵外で約3000本/m^2、防鹿柵内(シカから5年にわたり保護)では約1200本/m^2であった。プロテクトケージを、時期をずらして設置したところ、当年稈の密度は前年の初夏(6月から7月頃)に決定されることが示唆された。柵外における稈密度の増大は、食害回避のための個々の稈の小型化のもとで群落レベルでの物質生産速度を維持することに貢献していると推察される。
  3.シカによる被食圧のかわりに接触刺激のみを与えてササを栽培した場合にも、小型化と光合成能力の増大が誘導された。しかし、窒素含量の増加は認められなかった。この原因としては、生育環境(野外では強光条件下、栽培実験では弱光・貧栄養条件下)、あるいは変化の方向性(野外実験では大型化に伴う変化、栽培実験では小型化に伴う変化)の影響が考えられた。現在、これらの点を検討するための野外実験および栽培実験を開始している。, kaken

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• 基盤研究(A), 2002年 - 2005年, 14206019, 獣害によって衰退した森林生態系における生物間相互作用ネットワークの構造と機能, 柴田 叡弌; 肘井 直樹; 梶村 恒; 佐藤 宏明; 横田 岳人; 日野 輝明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 名古屋大学, 52780000, 40600000, 12180000, 近年、ニホンジカの生息個体数増加や生息分布の拡大とともに、森林への被害は激しく、その維持が困難な状態にある森林が多くみられる。こうした森林の荒廃は森林生態系に大きな影響を与えている。健全な森林生態系では、長年月を経て維持されてきた食物連鎖などの生物間相互作用ネットワークが正常に機能している。シカによる樹幹剥皮害で大量の樹木が枯死している森林では、長年培われてきた生物間の相互作用が崩れている。このような被害が生物間相互作用ネットワークに対する影響にまで踏み込んで調査された例は少ない。本研究では、シカによって剥皮害を受けた森林生態系内における生物間相互作用ネットワークがどのような影響を受けているのかを様々な角度から明らかにし、森林生態系における生物多様性維持機構の解明に寄与することを目的とした。
  調査はニホンジカの生息個体数の増加により森林衰退が激しい大台ヶ原で行った。この地域における現存植生をササとの関連において明らかにした。ニホンジカの生息密度とその生息分布を明らかにし、それらとササ草原拡大との関係を検討した。さらに樹木剥皮害発生環境を把握し、シカが樹皮を剥皮する要因についても検討した。森林生態系内の生物間相互作用を定量的に調べるには、特定の生物の実験的な除去などによってその制御効果を調べるのが有効な手段である。折しも環境省は大台ヶ原にニホンジカの食害から原生林を保護することを目的とし2000年に防鹿柵を設置した。柵内外を比較することによって、ササの形態的・生理的な変化が明らかになり、ササの侵入・繁茂の程度とその進行にともなう樹木実生への影響が明らかになった。さらに、シカの生息と樹木の衰退・枯死を通して受ける森林の無機的環境の変化、およびこうした動植物環境の変化にともなう草食性のネズミ、食植性昆虫とそれを捕食する捕食性鳥類などへの間接的な影響を明らかにした。, kaken

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• 萌芽研究, 2002年 - 2004年, 14654155, シカと糞虫の相互作用がもたらすシバの種子散布, 柴田 叡弌; 佐藤 宏明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 名古屋大学, 3800000, 3800000, 大型草食獣の採食は自然植生に影響を及ぼしているといわれている。奈良公園においては、ニホンジカの採食によりシバ群落が維持されている。また、ニホンジカが高密度で生育する奈良公園には、豊富な糞虫種がみられ、ニホンジカの糞が糞虫により分解されている。本研究では、草本植物、ニホンジカおよび糞虫の三者間の相互作用を明らかにすることを目的として、奈良公園において試験地を設定した。
  (1)ニホンジカが採食していると考えられる草本植物は13科21種であった。その中で優占的に生育していた種は、シバ、ノチドメおよびアキメヒシバであった。このことから、これら3種を中心とする様々な草本植物の種がニホンジカにより種子を散布されていると考えられた。
  (2)ニホンジカの糞には10科15種の草本植物の種子が含まれていた。その中で優占的に見られた種は、シバ、ノチドメ、アキメヒシバおよびツメクサだった。このことから、様々な種の草本植物がニホンジカによって種子を散布されていることが明らかとなった。
  (3)夏季における糞虫の糞分解による糞塊消失速度は高く、このことが糞に含まれている種子の出芽に影響を及ぼしていることが推測された。大台ヶ原における糞虫の糞分解とも比較した。
  (4)糞虫による糞分解の有無が、糞に含まれている種子の出芽の影響についてに明らかにした。
  (5)以上のことをまとめると以上のようである。
  ・調査地である奈良公園の植生は短草型装置で遷移が停滞していた。このことは短草型という生物的極相を作り上げている要因が弱まれば、すぐに高茎草本や木本に置き換わってしまう可能性を示唆している。
  ・このような生物的極相を作り上げている要因として、ニホンジカによる採食と踏圧が考えられる。採食や踏は耐性のない植物を駆逐し、侵入を阻害している。これは高槻(1989)によって提案された草食動物の被食に対する植物の被食戦略を支持している。
  ・また、ニホンジカが長期にわたって採食することは、短草型草地を安定的に維持していることが示唆されたが、その種構成は動的であることが示された。, kaken

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• 2002年, 動物と植物の相互作用, 科学研究費補助金, 0, 0, 0, ニホンジカの被食に対し植物はさまざまな生理・形態的応答を示す。奈良公園においてはシカの強い被食により、イラクサは矮小化すると共に高い刺毛密度を有している。この形態的変化の進化生態学的意義を追究している。, 競争的資金
• 2002年, Interations Between Animals and Plants, Grant-in-Aid for Scientific Research, 0, 0, 0, 競争的資金
• 基盤研究(C), 1998年 - 2001年, 10640615, 寄主植物の遺伝的多様性が食葉性昆虫群集に与える影響, 佐藤 宏明; 木村 正人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 3100000, 3100000, 植物の遺伝的多様性が食葉性昆虫群集に与える影響を明らかにするために,カシ類を寄主とする潜葉性小蛾類をおもな対象として調査し,次の結果を得た。1.日本産カシ類13種の分子系統樹を3個のDM領域に基づき作成し,クヌギ節-ウバメガシ節,コナラ節,アカガシ亜属の三つの系統があることを明らかにした。2.カシワのみを食樹とするキンモンホソガ属の新種1種を記載し,また,この種を含む4種からなる近縁種群の種分化は食樹選択と密接に関連していることを示した。3.キンモンホソガ属の密度は葉面積,比葉重,葉の硬さと負の相関があったが,ハマキホソガ属とモグリチビガ属の密度は正の相関にあった。キンモンホソガ属の死亡率はこれらの葉の形質とは無関係であった。4.カシワにおいて,葉のサイズと葉の微毛の密度が潜葉性昆虫による食害の程度に関係していた。しかし,どのような葉の形質が潜葉性昆虫の死亡率に関係しているかは不明であった。5.ミズナラの葉は被食を受けると,単位面積当たりの窒素量が増加するのに対し,カシワでは逆に減少した。しかし,両樹種ともに,被食を受けた葉と健全な葉では潜葉性小蛾類の密度に差はなかった。6.落葉性カシ類を食樹とする潜葉性小蛾類の寄生蜂群集の構造の類似性は,寄主の種構成,食樹の系統,地理的位地という要因のいずれか一つだけではうまく説明できなかった。7.クヌギの陽葉で飼育したヤママユ幼虫は陰葉を与えた幼虫よりも、湿重量では有意に軽かったが、蛹の乾重量では重く,(1)含水率の高い陰葉を摂食した幼虫は水分過剰の状態にあること,(2)窒素含有率の高い陽葉は陰葉より餌としての質が優れていること,が示唆された。以上の結果は,寄主樹木の種間・種内の遺伝的多様性のみならず,樹木個体内での葉の質の多様性も,食葉性昆虫の群集構造や密度,あるいは成長過程に大きく関与していることを示唆している。, kaken

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• 1987年, 潜葉性小蛾類の生態学及び分類学的研究, 科学研究費補助金, 0, 0, 0, ムモンハモグリガ科、モグリチビガ科、ホソガ科をおもな対象とし、分類、生態、およびその寄生蜂群集を研究している。, 競争的資金
• 1987年, Ecological and Taxonomic Studies of Leafminers, Grant-in-Aid for Scientific Research, 0, 0, 0, 競争的資金
• 植物におけるヒスタミンの生合成の制御機構の解明, 0, 0, 0, 競争的資金
• 落葉機構の解明, 0, 0, 0, 競争的資金