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研究活動
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第262回 2014年12月12日(金)14:00〜17:00
 
三浦恭子(北海道大学遺伝子病制御研究所)

「“ハダカデバネズミ”〜真社会性・がん化耐性・長寿の不思議〜」
“Naked Mole-Rat: a eusocial rodent with markedly long lifespan and cancer-resistance”

要旨:ハダカデバネズミ(Naked mole-rat)は、エチオピア・ケニア・ソマリアに生息する齧歯類である。昆虫のアリやハチに類似した分業制の真社会性を持ち(Queen, King:繁殖、Soldier: 巣の防衛、Worker: 巣の拡張、餌収集、子育て等)、地下1-2mにトンネルからなるコロニーを形成して集団生活を営む。数十から数百匹にもなる一つのコロニーの中で、繁殖に携わるのは1匹の女王と1〜数匹の王のみである。ハダカデバネズミはマウスと同等の大きさながら約10倍の寿命を有し(平均寿命28年)、これまでに自発的な腫瘍形成が認められていないというがん化耐性の特徴をもつ。さらに、ハダカデバネズミは地下の約7%の低酸素環境へ適応しており、低体温(32℃)かつ外温性(外気温に体内温を依存)の珍しい哺乳類である。

 我々は現在のところ日本の研究機関で唯一のハダカデバネズミ飼育室を維持しており、これまでに、iPS細胞の樹立や3D MRI脳アトラスの構築を含む基礎的なハダカデバネズミの研究基盤の確立を進めてきた。樹立したNMR-iPS細胞の解析を進めた結果、興味深いことにがん化耐性齧歯類ハダカデバネズミから樹立したiPS細胞は、多能性を持ちながら腫瘍化耐性であることが判明し、その制御機構を明らかにした。本セミナーでは、ハダカデバネズミの生態と我々のこれまでの研究内容を紹介したい。

越川滋行(京都大学白眉センター)

「ミズタマショウジョウバエの模様の進化」
“Evolution of Color Pattern in Drosophila guttifera

要旨:動物の模様が形成される仕組みはよくわかっていません。発生メカニズムを理解することは、生物の形質の適応的意義と機能を明らかにするためにも重要です。我々は翅に水玉模様をもつミズタマショウジョウバエDrosophila guttiferaを用いて、模様形成メカニズムの研究をしてきました。

 我々のこれまでの研究で、主要なツールキット遺伝子(発生の制御に重要な役割を果たす遺伝子)のひとつであるwinglessが、着色を誘導することが分かっています。今回さらに、winglessの発現パターンがどのように進化してきたかに注目し、遺伝子導入技術を用いた蛍光レポーターアッセイで、ミズタマショウジョウバエとキイロショウジョウバエのwingless制御領域(約200kb)を比較しました。その結果、ミズタマショウジョウバエに特有のパターンを司るエンハンサー(遺伝子の転写を活性化させるDNA配列)を同定しました。これを例として、ツールキット遺伝子のcis制御領域が新しいエンハンサーを獲得することで形態進化が起こるというシナリオを提示したいと思います。



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第261回 2014年11月21日(金)14:00〜17:00
 
奈良一秀(東京大学大学院新領域創成科学研究科)

「外生菌根共生の機能と生態」
“Function and ecology of ectomycorrhizal symbiosis”

要旨:多くの樹木は外生菌根菌と共生することで生きています。外生菌根菌との共生がなければ樹木は十分な養分を吸収することができず、ほとんど成長することができないのです。つまり、この共生関係によって森林生態系は支えられているといっても過言ではないでしょう。今回は、これまで私たちが国内外のいろいろな場所で行ってきた菌根菌に関する研究の中から、攪乱地における樹木の定着と菌根菌の機能、菌根菌の集団遺伝、菌根菌群集の特徴と決定要因、絶滅危惧種と菌根菌、菌根菌の生物地理などについて紹介させていただきます。

佐藤博俊(京都大学生態学研究センター)

「国際塩基配列データベースを活用した菌類の分布推定〜菌類は汎世界的な分布をもつのか〜」
“Inferring the global distribution of macro-fungal species using international nucleotide sequence database”

要旨:菌類などの微生物は一般的に広域分布をしやすいと考えられていますが、微生物では、互いに形態が類似している別の種(隠蔽種)を混同してしまう危険性があることや、その場所に生育していても発見することが難しいといった問題があるため、単一の種あたりどの程度の分布範囲をもっているのかは十分に分かっていませんでした。本研究では、これらの問題を解決する方法として、国立生物工学情報センター(NCBI)の提供するblastnを用いた手法を確立し、菌類(特にキノコ類)の種の分布範囲を地球規模で推定する試みを行いました。本研究では、植物と共生する外生菌根菌と、植物の遺骸を分解する腐生菌の二つについて分布パターンを比較しました。本研究の結果から、外生菌根菌の種では共生樹種に対する特異性による制約のために狭い分布範囲をもつ傾向がある一方で、腐生菌の種では気候・環境要因にさほど制約を受けないためにかなり広い分布範囲(特には大陸横断的な分布範囲)をもつ傾向があることが分かってきました。



参加レポート
修士課程1年 平野友幹
修士課程1年 札本 果

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第260回 2014年10月17日(金)14:00〜17:00
 
丑丸敦史(神戸大学大学院人間発達環境学研究科)

「都市化は花の表現系形質の多様化をもたらすのか?」
“Does Urbanization Promote Floral Diversification?”

要旨:近年、都市化によって送粉共生系が変化することが多く報告されるようになってきたが、この変化が植物の送粉成功や花の表現系形質にどのような影響をもたらすのかは明らかになっていない。このセミナーでは、都市化の影響についての先攻研究を紹介した上で、大阪・神戸大都市圏の里山から都市にかけて分布するツユクサ12集団について、訪花昆虫相、訪花頻度、繁殖成功、花形質を調査した結果について議論する。調査結果は、都市化が花の表現系形質の多様化を促進する選択圧をもたらしうることを示唆するものであった。

滝 久智((独)森林総合研究所)

「日本の農林景観における送粉者と送粉サービス」
“Pollinators and pollination services in Japan’s agricultural and forest landscapes”

要旨:動物による花粉媒介は植物が繁殖するうえで重要な生態系プロセスのひとつであり多種多様な種が関与します。当然、花粉を媒介してもらう植物は野生種だけとは限らず農作物の場合もあります。こうした食糧生産に関わる送粉機能は生物多様性が生態系サービスに貢献することを示す好個の例です。本セミナーでは、日本の農林業に関わる送粉者や送粉サービスについて土地利用の相違などの人為的活動による影響を明らかにするために行った研究を紹介します。あわせて、今後の送粉者の保全や送粉サービスの持続的利用の可能性について考えてみたいと思います。



参加レポート
修士課程2年 岸本 結
修士課程2年 望月昂

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スペシャル 2014年9月17日(水)15:00〜
 
Hajanirina F. Rakotomanana
(Visiting Professor, Center for Ecological Research, Kyoto University / Professor, Faculty of Science, University of Antananarivo)

"The role of the Velvet Asity Philepitta castanea in regeneration of understory shrubs in Malagasy rainforest"

要旨:In the Malagasy rainforest, the role of the Velvet Asity Philepitta castanea, an endemic frugivorous birds, in the regeneration of five understory shrub species (Myrsinaceae and Rubiaceae) was examined during the dry season (August to October). Effective dispersal distance was 33.3 m/h. Based on seed retention time in captivity, more than 85.7% of regurgitated seeds and all defecated seeds were estimated to be transported outside the crowns of mother plants. Seeds passed by the Velvet Asity germinated less successfully than unmanipulated (control) seeds in four out of five species of shrubs. The reduced germination rate of processed seeds was partly due to non-adapted morphology of the Velvet Asity as a seed disperser, in particular its voluminous, thick-walled, muscular gizzard. The narrow, slightly decurved bill and semi-tubular tongue with vibrissae at the tip of this bird are normally features of insect- and/or nectar eaters. Moreover, since manual removal of fruit pulp decreased the germination rate of seeds, the shrub species studied may not have developed adaptations for seed dispersal by animals. The most probable explanation for this situation is that the Velvet Asity has shifted relatively recently to occupy the niche of a fruit-eater of the understory and as yet insufficient time has passed for a sophisticated relationship with fruiting plants to have coevolved.

第259回 2014年9月19日(金)14:00〜17:00
 
Adina Paytan (Institute of Marine Sciences, University of California Santa Cruz)

“Tracing the Sources and Biogeochemical Cycling of Phosphorus in Aquatic Systems Using Isotopes of Oxygen in Phosphate”


要旨:Phosphorous (P) is an essential nutrient for all living organisms and when available in surplus could cause eutrophication in aquatic systems. While P has only one stable isotope, P in most organic and inorganic P forms is strongly bonded to oxygen (O), which has three stable isotopes, providing a system to track phosphorus cycling and transformations using the stable isotopes of O in phosphate (PO4), δ18Op. This isotope system has only recently been utilized in aquatic environments. Available data obtained from different settings indicate that δ18Op of dissolved phosphate in aquatic systems can be applied successfully for identifying sources and cycling of phosphate in a broad range of environments. Specifically, work to date indicates that δ18Op is useful for deciphering sources of phosphate to aquatic systems if these sources have unique isotopic signatures and if phosphate cycling within the system is limited compared to input fluxes. In addition, because various processes are associated with distinct fractionation effects, the δ18Op tracer can be utilized to determine the degree of phosphorous cycling within the biomass and shed light on the processes imprinting the isotopic signatures. As a better understanding of the systematics of and various controls on δ18Op is gained, it is expected that δ18Op would be extensively applied in research geared to understand phosphorous dynamics in many

Abigail Parcasio Cid (Center for Ecological Research, Kyoto University)

“Stoichiometry among bioactive trace metals in the Bering Sea and the Arctic Ocean”

要旨: Bioactive trace metals, such as Al, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb, are essential to organisms and/or highly toxic at a high concentration. In recent decades, studies in chemical oceanography have revealed that these elements are important as limiting factors of biological productivity and as tracers of biogeochemical processes. However, our knowledge is still limited on their global distributions and time-dependent dynamics. This is especially true to the Bering Sea and the Arctic Ocean. The Bering Sea is one of the most productive seas in the world and seasonally ice covered. The Arctic Ocean is characterized by ice cover and harsh weather. This study has been done to achieve better understanding of the behavior and distribution of Al, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb in the Bering, Chukchi and Beaufort Seas.

The total dissolved metal (TDM) concentrations in the Bering Sea shelf were generally higher than in the Pacific Ocean. TDCd was highest in deep water of the outer shelf domain and dominated by dissolved species. The stoichiometry of DM in the Bering Sea shelf showed enrichment of Co and Pb and depletion of Ni, Cu, Zn, and Cd compared to that in the North Pacific. The LPM/LPAl ratio revealed significant enrichment of the other eight metals against the crustal abundance, suggesting importance of formation of Fe-Mn oxides and adsorption of trace metals on the oxides. The concentrations of TDAl, TDMn, TDFe, TDCo and TDPb substantially varied in the Arctic Ocean. The high concentrations occurred at stations near the Bering Strait, in the Mackenzie delta, and above the reductive sediments. These elements were mostly dominated by LP species, such as terrestrial clay and authentic Mn-Fe oxides. Also the trace metal compositions of major water masses were evaluated. The dissolved elemental ratio was P : Al : Mn : Fe : Co : Ni : Cu : Zn : Cd : Pb for Canada Basin deep water (CBDW) was significantly different from that for Pacific deep water and Bering Sea water, suggesting substantial modification of the trace metal compositions of seawater in the study area.


参加レポート
修士課程2年 山村駿太郎

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スペシャル 2014年8月29日(金)15:00〜
 
Joseph K. Bailey (Visiting Associate Professor, Center for Ecological Research, Kyoto University / Associate Professor, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Tennessee)

“10 issues in professional development for a productive research career”

 
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スペシャル 2014年8月1日(金)15:00〜
 
内藤 健(農業生物資源研究所 遺伝資源センター)

「Genus Vigna -- the Wild and Sexy --」

要旨: Vigna属とはアズキのなかまで、その特徴は野生種の多様性にあります。特に適応環境の幅広さには目を見張るべきものがあり、塩や乾燥、酸性土壌・アルカリ土壌など、ほぼ全ての環境ストレスに対する耐性遺伝子の宝庫だと言えるでしょう。現在私たちはこのVigna属遺伝資源を用いた耐性スクリーニングやゲノムプロジェクトを進めており、今回はそれらの最新状況について解説しようと思います。

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スペシャル 2014年7月11日(金)15:00〜
 
Jennifer A. Schweitzer (Associate Professor, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Tennessee)

“Evolutionary feedbacks link above- and below ground communities”

要旨: Above- and belowground linkages commonly occur across scales of space, time and species and have important implications for a host of ecological phenomena. A little-appreciated approach, however, is to consider their evolutionary consequences. Recent empirical and theoretical work indicates that above- and belowground linkages between plants and soils can lead to trait divergence across environmental gradients through feedbacks. These results suggest that these interactions may have long-term consequences and may be important for mediating the consequences of global change.

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第258回 2014年7月18日(金)14:00〜17:00
 
西廣淳(東邦大学・理学部)

「日本の湖沼における水生植物多様性の変化と回復可能性」
"Historical changes and restoration potential of macrophyte diversity in Japanese lakes"


要旨: 湖沼生態系において水生植物(ここでは水生維管束植物を指す)は、一次生産者であるとともに物理構造の基盤をつくる重要な役割を担う。また、 光、酸素、光合成炭素源などの資源の制限が生じやすい湖沼水中の環境において、形態や生活史戦略において適応的な多様化を遂げた興味深い生物 群であり、生物多様性の生成・維持機構の理解においても好適な材料といえる。しかし、水質の変化、湖岸域の開発、水位の改変、侵略的外来種の 影響により、多くの湖沼で水生植物の多様性が低下している。愛知ターゲットをはじめ、生物多様性保全と生態系の健全性回復が社会的な目標とな る中、湖沼における水生植物の現状把握と将来予測、さらに減少した場所での回復可能性の検討は重要な課題となっている。セミナーでは、既存の フロラ調査結果を統合して作成した過去100年以上にわたる日本の湖沼水生植物相のデータを活用し、まず植物相変化の特徴を概観する。次に、日 本における「保全上重要な湖沼」を選定する上での考え方と試案を説明する。さらに、いったん消失した水生植物が土壌シードバンクから回復する 可能性を考慮し、「効果的な自然再生が期待できる湖沼」を選定する方法と試案を説明する。

加藤義和(京都大学・生態学研究センター)

「深泥池における水生無脊椎動物群集の特性:生態系保全への取組み」
"Characteristics of aquatic invertebrate community in Mizorogaike Pond: approaches for ecosystem conservation"

要旨: 京都市街の北部に位置する深泥池は9ヘクタールほどの小さな湿地だが、池の中心部には5ヘクタールほどの浮島(うきしま)と呼ばれるミズゴケ 湿原が広がっており、池の生物群集全体が国の天然記念物に指定されている貴重な生態系である。これまでの研究から、浮島上には多様かつ特異な 水生無脊椎動物群集が維持されており、ミズゴケ湿原特有の生息環境の多様性が無脊椎動物の多様性を支えていること、生息環境の多様性が複雑な 食物網構造をも生み出していることが明らかになってきた。深泥池では、研究者、学生、行政、地域住民の協力関係の元、池の生態系を保全するた めの研究活動が進められている。このうち、長期にわたる水質モニタリングや池畔林の伐採管理といった取り組みについても紹介する。

参加レポート
修士課程2年 望月 昂
修士課程2年 山村駿太郎

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スペシャル 2014年6月13日(金)14:00〜
 
Joseph K. Bailey (Visiting Associate Professor, Center for Ecological Research, Kyoto University / Associate Professor, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Tennessee)

“Climate change alters the linkage between genes and ecosystems”

要旨: Predicting the evolutionary consequences of range shifts along gradients of global change is amongst the most challenging and pressing problems confronting modern evolutionary ecologists. Using a variety of plant systems that have evolved along the gradients of global change, here I build a framework for integrating genes to ecosystems at the landscape level to understand species range shifts in response to climate change. I provide specific examples of the ecosystem consequences of broad drivers of genetic divergence at the landscape level, ecosystem consequences of rapid evolution at a colonization front, community disassembly and rapid evolution in the trailing edge of species ranges all of which provide examples of rapid local adaptation. Theory and empirical data indicate that indirect genetic effects have fundamental roles in the patterns we find and may be important for understanding the consequences of genotypic diversity, evolutionary feedbacks, the co-evolutionary process and co-adaptation, and are a primary mechanism for the broad ecological and evolutionary dynamics that are likely to be a consequence of climate change. When indirect genetic effects occur along environmental gradients, both positive and negative feedbacks can evolve, resulting in regions of strong local adaptation and competition as well as regions of complementarity and facilitation. Such evolutionary dynamics have direct consequences for how individuals interact and evolve in mixture and drive the services ecosystems provide. Integrating such feedbacks, and diversity effects along environmental gradients represents a major conceptual, theoretical, and empirical frontier that must be considered in order to understand the whole system consequences of climate change on biodiversity and the services ecosystems provide.

第257回 2014年6月20日(金)14:00〜17:00
 
小沼 順二(東邦大学理学部)
「マイマイカブリにみられる形態分化とその遺伝基盤」
“Morphological divergence and its genetic basis of the snail-feeding carabid beetle Damaster blaptoides

要旨: 生物種が特定のニッチに特殊化する過程は生態的特殊化とよばれ、適応放散パターンにみられる主要なトレンドと考えられてきた。「多芸は無芸」とMacArthurが表現したように、広範な生態的ニッチをもつ生物種は進化的に不利と考えられ、適応進化はジェネラリストからスペシャリストへと進行すると理論的に予想され得る。そのような生態的特殊化の一例として、本発表では貝食性オサムシの形態分化機構を紹介する。代表的貝食性オサムシであるマイマイカブリを用いた生態学、行動学、形態学的研究から、陸貝への特殊化がマイマイカブリの外部形態多様化をもたらした可能性を指摘する。また生態的種分化や形質置換等の数理モデルで仮定されるトレードオフの問題について議論する。最後に、近年進めているマイマイカブリ外部形態の遺伝基盤に関する研究を紹介し、生態的特殊化に関する統合的な議論を行う。

土岐 和多瑠(京都大学生態学研究センター)
「ニホンホホビロコメツキモドキによる竹の利用:雌特異的に左右非対称な頭部形態と酵母との栽培共生」
“Usage of bamboo by a lizard beetle Doubledaya bucculenta: female-specific asymmetry in head morphology and yeast farming”

要旨: 左右非対称な外部形態を示す動物では、非対称性が生存や繁殖に対する適応的意義を持つことが多い。これまで、左右非対称性の適応的意義や進化に関する研究では、非対称性が雄のみや両性に発現するものを研究対象とされてきた。しかしながら、雌のみに発現する左右非対称の例は極めて少なく、その適応的意義についても未知であった。甲虫の一種ニホンホホビロコメツキモドキ(オオキノコムシ科)は、雌成虫の頭部の左側が発達し、顕著な左右非対称を示す。この雌特異的な左右非対称性の適応的意義を調べるために、雌成虫特有の行動である産卵行動に着目して研究を行った。その結果、産卵時に竹の空洞へ貫通する孔を開けるうえで有利な形態であることがわかった。 さらに興味深いことに、本種は竹の空洞内で酵母を栽培して食べることがわかった(栽培共生:宿主が共生生物を育てて食べる共生関係)。雌成虫は産卵時に酵母を竹空洞内に接種し、孵化した幼虫はこれを拡げて農園を創設する。幼虫は酵母を食べて育ち、その成長には酵母が必須である。 本セミナーでは、本種における左右非対称性の意義と栽培共生の実態について紹介したい。

参加レポート
修士課程1年 稲葉優太
修士課程2年 中村恭子

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スペシャル 2014年6月25日(水)16:00〜
 
Jeremy J. Piggott
(Visiting Research Scholar, Center for Ecological Research, Kyoto University / Research Fellow, Department of Zoology, University of Otago)


“Climate Change and Multiple Stressors in Agricultural Streams”

要旨:  Climate change and its impacts are likely to be the dominant driver of biodiversity loss and changes in ecosystem functioning by the end of this century. But how the various drivers of climate change will interact with multiple stressors already impacting ecosystems remains the largest uncertainty in projections of future biodiversity change. Of potential concern is whether the drivers of climate change will interact with existing or impending stressors to create ‘ecological surprises’ in the form of synergisms (amplified effects) or antagonisms (reduced effects), in comparison to what would be expected based on knowledge of individual effects. Using agricultural streams as a model ecosystem, we manipulated nutrients (to mimic agricultural runoff), deposited fine sediment (to mimic effects of catchment erosion in an agricultural landscape) (2 levels each) and water temperature (8 levels, 0-6°C above ambient) simultaneously in 128 streamside mesocosms. Our aim was to determine the individual and combined effects of the three stressors on population, community and ecosystem metrics. All three stressors had pervasive individual effects but in combination often produced synergistic or antagonistic patterns. The interactive responses to increasing temperature, in terms of the predominance of complex antagonistic or synergistic outcomes, differed among macroinvertebrate, algal and ecosystem metrics, adding to the difficulties facing water resource managers in a warming climate. Moreover, the fact that the frequency of non-additive effects generally increased with warming suggests that multiple-stressor effects may become increasingly difficult to predict on the basis of knowledge of single stressor effects as global warming intensifies. Thus, multiple-stressor effects may alter species interactions and food-web structure in unexpected ways, producing more frequent ecological surprises as temperatures rise.

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第256回 2014年5月16日(金)14:00〜17:00
 
白岩孝行(北海道大学低温科学研究所)
「巨大魚附林仮説:流域と外洋をつなぐ新たな環境システムの発見」
"Giant fish-breeding forest": a new environmental system linking continental watershed with open water"

要旨:  オホーツク海と親潮でみられる高い基礎生産を支える主要な要因が、アムール川流域に起源をもつ溶存鉄であるという作業仮説に基づき、大陸と外洋をつなぐ溶存鉄の生成、溶出、輸送、利用過程を解明することを目的に、総合地球環境学研究所においてアムール・オホーツクプロジェクト(2005-2009)を実施した。その結果、大陸の流域と外洋が溶存鉄でつながれるという「巨大魚附林」とでも呼ぶべき新たな環境システムを発見した。一方、急激に変化するアムール川流域の土地利用・陸面被覆状態は、溶存鉄の流出過程に影響を与え、これがオホーツク海や親潮域の基礎生産に影響を与える可能性があることが判明した。

伴 修平(滋賀県立大学環境科学部)
「内部波による栄養塩輸送が琵琶湖沖帯の生物生産に与える影響」
"Effect of horizontal transportation of nutrients through internal wave on primary production in pelagic ecosystem of Lake Biwa"

要旨:  比較的大きくて深い湖沼において、植物プランクトン一次生産は、通常、鉛直的な混合によって有光層内へ回帰する栄養塩に依存しており、成層期には栄養塩制限に陥る傾向にある。ところが、多くの湖でしばしば成層期に生産量の増加が認められ、近年の研究は、これが内部波による攪乱に依存することを明らかにしつつある。琵琶湖では、成層期にもかかわらず、植物プランクトンが断続的に増加し、これに伴う硝酸塩の減少することが知られている。これは制限栄養塩であるリン酸塩の断続的な供給とそれによる植物プランクトン生産の促進を暗示しているが、琵琶湖において、リン酸塩濃度は周年を通して検出限界以下であるため、これの供給過程を追跡することは難しい。我々は、沿岸堆積物由来栄養塩と陸起源栄養塩のプロキシとして、それぞれアンモニアと水田に使用される農薬の時空間分布を調べることにより、沿岸から沖に向かう栄養塩の水平輸送が琵琶湖沖帯の基礎生産を促進している可能性について、いくつかの証拠を得た。詳細な断面観測と係留系による高い時間解像度の水温、光、流向・流速および一次生産プロファイルを通して見えてきた内部波と生物生産の関連性についてご紹介する。

参加レポート
修士課程2年 岸本 結
修士課程2年 西村良太

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第255回 2014年4月18日(金)14:00〜17:00
 
岸田 治(北海道大学北方生物圏フィールド科学センター)
「食ってでかくなってまた食って−捕食者と被食者のサイズダイナミクスを調べる−」
"Feedback between consumption and growth of predators in size-dependent predator-prey interactions"

要旨:  食う−食われる関係の強さは時間的にも空間的にも変わる。捕食の成否が捕食者と被食者の相対サイズに依存する系では、環境条件は両者のサイズを通して集団レベルでの相互作用の強さを決める。私は、餌を丸のみするエゾサンショウウオ幼生の共食いやエゾアカガエル幼生(大型の餌)との食う−食われる関係を対象とし、捕食頻度と個体サイズの時間動態を細かく調べながら、幼生期間の相互作用に影響する要因を探索している。複数の研究を通してわかったことは、強い相互作用が成立する場合には、捕食成功と捕食者の成長との間にフィードバックが生じるということである。本発表では一連の研究を紹介し、フィードバックをもたらす条件やその結果としての群集レベルの効果などを解説する。

井田 崇(京都大学生態学研究センター))
「シンクの要求が支配する資源分配によって決まる種子生産様式」
"A new perspective on the limits on seed production: Introduction of demand-driven resource allocation"

要旨:  従来,被子植物の種子生産を制限するのは,ポリネーション成功(花粉制限)か種子を成熟させるための資源量(資源制限)のどちらかであると認識されてきました.この二者択一の予測は,繁殖資源投資が一定であるという仮定に基づいています.一回繁殖型植物にとってこの仮定は妥当であるようにみえます.しかし,もしあらかじめ用意しておいた資源を使えるなら,あるいは将来使う予定だった資源を借用するなら,多数回繁殖システムは繁殖シーズンごとの繁殖投資の制約を取り除きます.資源分配において,シンク?ソース関係を考慮することで,繁殖投資,及び繁殖成功の統合的な理解を得られるでしょう.例えば,ポリネーション成功によって引き起こされる繁殖器官の強度のシンク力が,種子生産への資源分配を活性化させるかもしれません.本セミナーでは,生産機能(ソース)よりも繁殖機能(シンク)によって支配された資源分配様式を紹介します.また,繁殖シンクの形成や資源要求のダイナミクスが,どのように資源分配に影響するのか,雌雄異株植物を題材に紹介します.

参加レポート
修士課程1年 平野友幹
修士課程1年 札本 果

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スペシャル 2014年4月2日(水)15:00〜
 
Susanne Wurst (Free University of Berlin)

"Below- aboveground interactions, functional biodiversity and the impact of global change"

要旨:   Linkages between the below- and the aboveground compartment of terrestrial ecosystems are important for many ecosystem functions such as primary productivity, decomposition and nutrient cycling. Plants link the below- and the aboveground compartment and provide resources for higher trophic levels of both compartments. My research focuses on interactions between functionally dissimilar below- and aboveground organisms and plants and the consequences for ecosystem functions. Belowground biotic interactions of plants can change growth and chemical traits of plants with consequences for aboveground herbivores. On the other hand, aboveground herbivores may change root quantity and quality with potential impacts on belowground organisms. In a plant community context, biotic interactions between functionally dissimilar organisms can determine ecosystem functions such as primary productivity, nutrient uptake and invader resistance. Global change may act on different levels and directly and indirectly change biotic interactions, diversity of communities and ecosystem functions. In this seminar I will give an overview of my main research topics and the projects currently running in my group "Functional Biodiversity" at FU Berlin. Our research goal is to understand the importance of biotic interactions and biodiversity for plant and ecosystem functions and the impact of global change factors on biotic interactions and biodiversity-function relationships.

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スペシャル 2014年3月27日(木)15:00〜
 
Andre M. de Roos (Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam)

"Effects of ontogenetic niche shifts on the structure of small communities"

要旨:  The majority of animal species on Earth have a complex life cycle, characterised by distinct shifts in ecological niche during ontogeny. These ontogenetic niche shifts involve changes in resource use, habitat as well as susceptibility to predators. Ontogenetic niche shifts are especially common among species that grow over a substantial range of body size between birth and maturation. Recent theory has shown that an ontogenetic niche shift in consumers, which exploit different resources during their juvenile and adult stage, may lead to alternative stable equilibria in a consumer-2 resources system. The consequences of ontogenetic niche shifts for the dynamics of communities involving multiple trophic levels are, however, as of yet unknown. I will discuss the effects of an ontogenetic shift in resource use by consumers on the possible equilibria of a community of 2 resources, one or two consumer and up to two predator species as predicted by stage-structured biomass models. Bistability between an equilibrium with and without predators may occur over a range of resource productivities for generalist predators that forages on both consumer stages to an equal extent. On the other hand, specialist predators that specialise on either juvenile or adult consumer individuals are predicted to go extinct when alone if the productivity of the resource for their main prey is increased. When together, however, persistence of the two predator species in stable equilibrium with the consumer is guaranteed over the entire range of resource productivities for which they can not survive on their own. Finally, we will show that ontogenetic niche shift may also have surprising consequences for competition between consumer species, in particular in the presence of shared predators.

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スペシャル 2014年3月12日(水)15:00〜
 
Elisabeth J. Cooper
(Associate Professor, University of Tromso / Visiting Associate Professor, Center for Ecological Research, Kyoto University)

"Warmer shorter winters disrupt arctic terrestrial ecosystems"

要旨:  The climate is warming, especially in polar areas where greatest changes are expected in winter, with increased temperature and precipitation. Despite increasing arctic winter focus, the impacts on terrestrial ecosystems remain poorly understood. Snow acts as an insulator, and depth changes affect the enhancement of thermally dependent reactions such as microbial activity, affecting soil nutrient status, respiration and winter gas efflux. Snow depth and spring temperatures influence snowmelt timing, determining the start of plant growth and forage availability. Delays in winter onset affect tundra C balance, faunal hibernation and migration, but are unlikely to lengthen the plant growing season. Mild periods in winter followed by a return to freezing have negative consequences for plants and invertebrates, and the resultant ice layers act as barriers to forage that trigger starvation of herbivores and their predators. In summary, knock-on effects between seasons and trophic levels have important biological and ecosystem function consequences.

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第254回 2014年2月21日(金)14:00〜17:00
 
畑 啓生(愛媛大学大学院理工学研究科)
「タンガニイカ湖の藻食シクリッドの適応放散と多種共存−生息場所選択と食性にみられる多様化とニッチ分化−」
"Adaptive radiation and multi-species coexistence of Tanganyikan herbivorous cichlids: Diversification and niche separation in habitat and food habits."

要旨:  アフリカ大地溝帯の古代湖、タンガニイカ湖では、シクリッド科魚類の顕著な適応放散がみられる。なかでもTropheini族は藻食性に特殊化し、著しく多様化している。これらの藻食シクリッドについて、胃内容に含まれる藻類と、摂餌なわばり内に繁茂する藻類群落を採集し、メタゲノミクス解析によりそれらの藻類組成を調べた。またなわばり内の藻類群落とシクリッドの魚体を用いて安定同位体解析を行った。さらに同一コドラートでの14年に亘る魚類群集センサス(Takeuchi et al. 2010)から藻食魚を抜き出し生息水深と底質選好性を解析した。結果、これらの藻食性シクリッドは、摘み取り食から梳き取り食が進化して両者が多様化し、摘み取り食者種間では利用する底質と水深を違え、梳き取り食者種間では水深を違えていることが分かった。そのためそれぞれのなわばり内に成立する藻類群落は異なり、さらにシクリッドは藻類を選択的に利用することで、類似した食性を持つ種間でも異なった藻類を主な餌としていた。炭素安定同位体分析の結果も種間で異なる水深帯の光合成産物を主に利用していることを示唆した。このように、Tropheini族の藻食シクリッドは、その適応放散の過程でまず食性を多様化させ、さらに生息場所を特殊化させて異なる餌ニッチへの分化を成し遂げ多様化し、現在一つの岩礁上での多種共存が可能となっていることが分かった。

村上貴弘(北海道教育大学)
「アリの歌を聴け」
"Hear the ants sing"

要旨:  これまで、アリのコミュニケーションは主に化学物質によると考えられてきた。しかし、巣内生活で重要とされてきた女王フェロモンや幼虫フェロモンは未だに同定されていない。本研究ではまず、化学物質以外にもコミュニケーション手段があると仮定し音や振動に着目して、様々なアリの巣内音を収録した。その結果、アリの巣内では、これまで考えられていた以上に音が利用されており、特にハキリアリでは働きアリが多様な音を発し、高度なコミュニケーション手段として利用している可能性が高いことを見出した。アリの中で腹柄節を2節持つフタフシ系のものは、腹部と後腹柄節の間にある「洗濯板」のような器官を擦り合せて音を発し、働きアリの動員などに使用していることが最近明らかにされた。本研究では、ハキリアリを含む菌食アリやその他のアリを対象に、音声データを10タイプの行動レパートリーごとに記録した。また、音声データと各種の発音器官のSEM画像解析から、アリ類の音声を用いたコミュニケーションがどのように進化、複雑化していったかを明らかにしていく。アリの歌に耳をすませてみよう。

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第253回 2014年1月17日(金)14:00〜17:00
 
源 利文(神戸大学大学院人間発達環境学研究科)
「環境DNAを利用した水中生物相モニタリング」
"Novel monitoring method for aquatic macro-organisms using environmental DNA"

要旨:  生物多様性の減少が加速し地球史上6度目の大量絶滅を迎えていると言われる現在、どこにどのような生物が棲息するかを正確に把握することが重要である。しかし、特に水中の生物をモニターするには多大なコストがかかる。そこで、水中を漂うDNA断片(環境DNA:eDNA)を利用した生物モニタリング手法が近年発展している。この手法では僅かな環境水に含まれDNA断片を回収し、その組成を調べることで調査水域における生物の棲息情報を得ることができる。演者らはこれまでに特定対象種の在/不在判定、ユニバーサルプライマーを用いた種を限定しない在/不在判定、DNA 量から生物量を推定する手法などを開発・発表してきた。本セミナーではそれらの成果を紹介しつつ、環境DNA手法の発展可能性について参加者と意見交換を行いたい。

酒井陽一郎(京都大学生態学研究センター)
「集水域の土地利用が琵琶湖沿岸生態系に及ぼす影響」
"The impact of land uses on the coastal ecosystems of Lake Biwa"

要旨:  陸域と隣接する湖沼沿岸生態系は、栄養塩や土壌、陸上植物起源のデトリタスといった集水域から流入する物質の影響を受ける。このうち、湖沼沿岸水柱における陸起源懸濁物の増加は、透過光を減少させることで生産者の増殖を阻害すること、一次消費者の成長や再生産を阻害することが知られている。琵琶湖流域でも水田からの農業濁水の流入に伴う沿岸生態系の改変が指摘されているものの、その定量的な評価はおこなわれていない。本発表では、集水域の土地利用様式が沿岸生態系における浮遊有機物、プランクトン食物網、ベントスの多様性に与える影響とそのメカニズムを明らかにした研究を紹介する。

参加レポート
博士課程1年 坂田ゆず

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セミナーの記録
 
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