著者

東 正剛 三浦 徹 久保 拓弥 伊藤 文紀 辻 瑞樹 尾崎 まみこ 高田 壮則 長谷川 英祐

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2005

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本研究プロジェクトにより、スーパーコロニー(SC)を形成するエゾアカヤマアリの感覚子レベルにおける巣仲間認識と行動レベルでの攻撃性の関係が明らかとなった。このアリは、クロオオアリの角で発見されたものと同じ体表炭化水素識別感覚子を持ち、巣仲間であってもパルスを発しており、中枢神経系で識別していると考えられる。しかし、SC外の他コロニーの個体に対する反応よりは遥かに穏やかな反応であり、体表炭化水素を識別する機能は失われていないと考えられる。また、SC内ではこの感覚子の反応強度と巣間距離の間に緩やかな相関関係が見られることから、咬みつき行動が無い場合でも離れた巣間では個体問の緊張関係のあることが示唆された。敵対行動を、咬みつきの有無ではなくグルーミングやアンテネーションなどとの行動連鎖として解析した結果、やはり咬みつきがなくてもSC内の異巣間で緊張関係が検出された。さらに、マイクロサテライトDNAを用いて血縁度を測定したところ、SC内の巣間血縁度は異なるコロニー間の血縁度と同じ程度に低かった。巣内血縁度はやや高い値を示したが、標準偏差はかなり大きく、巣内には血縁者だけでなく非血縁者も多数含まれていることが示唆された。これらの結果から、SCの維持に血縁選択はほとんど無力であり、恐らく、結婚飛行期における陸風の影響(飛行する雌は海で溺死し、地上で交尾後、母巣や近隣巣に侵入する雌が生き残る)、砂地海岸における環境の均一性などが多女王化と敵対性の喪失に大きく関わっていると結論付けられる。

著者

金子 有子 金子 隆之 高田 壮則

出版者

日本森林学会

雑誌

日本林学会大会発表データベース

巻号頁・発行日

vol.115, pp.P5009, 2004

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1.目的 1)河川の氾濫やギャップ形成等の台風撹乱がサワグルミの個体群動態に及ぼす影響,ならびに,2)ニホンジカ(以下シカ)の食害がトチノキの個体群動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的に,個体群センサスとセンサス結果に基づいた推移行列モデルによるコンピュータシミュレーションを行った。2.方法 京都大学農学部付属芦生演習林(京都府北桑田郡美山町芦生)のモンドリ谷渓畔域に2.8haの調査区を設定し,トチノキとサワグルミについて種子段階から成熟段階までの全生存個体に標識し,1989年から2003年まで断続的に個体群センサス,種子生産,実生の消長調査を行った。 1)サワグルミ個体群への台風撹乱の影響 大型台風(総降水量287mm)が直撃した1990年と台風撹乱の影響がなかった1989年,1991年,1992年,1993年,1996年の調査結果に基づき,サワグルミ集団の個体群成長率が台風と結実豊凶の要因に依存して変化する様子をシミュレーションで示した。台風の影響としては台風撹乱による稚樹生存率に対するマイナスの効果,および,台風直撃の2年後と3年後に観察された実生および稚樹生存率へのプラスの効果を考慮した。 2)トチノキ個体群へのシカ食害の影響 目立ったシカ食害が観察されなかった1997年までとシカ食害が激化した1998年以降の個体群センサスの結果から,シカ食害による動態パラメータ(実生定着数,稚樹の生存率および成長率)の低下の度合いをe-Aとおいて推定した。推定したシカ食害圧の下で個体群の長期変動をシミュレートし,個体群サイズの減少や食害圧がなくなった場合の回復の様子,成熟個体の生存率に依存して変化する長期個体群変動の様子等を示した。3.結果 1)サワグルミ個体群への台風撹乱の影響 サワグルミ集団の長期個体群成長率は台風要因と豊凶要因に依存して変化した。波及効果による台風の2年後と3年後のプラス効果を含めた場合の結果では,台風頻度が低いほど,また豊作頻度が高いほど個体群成長率は高くなった。プラス効果を含めなかった場合の結果と比べると個体群成長率が増加していた。また,実際の観察による豊作の頻度は2年に一度,台風の頻度は5年に一度であったが,この時の個体群成長率は1を越えていた。 2)トチノキ個体群へのシカ食害の影響 トチノキ集団の個体群サイズは2001年に1992年の36.15_%_に減少していた。1992年と2001年の個体群センサスの結果から推定したところ,シカ食害により生存率は樹高0-1mのサイズ階ではその2.13_%_,1-4mのサイズ階ではその95.16_%_に低下していたことが明らかになった。推定された動態パラメータを用いて1997年を初期値とし,50年間の動態をシミュレートした結果,個体群サイズは最初の数年で急速に減少し,9年目には20_%_以下になるが、その後は行列の最大固有値に従って減少速度が緩やかになることが分かった。また,50年後にシカの食害がなくなったとして回復速度を評価したところ,52年後には初期値とほぼ同じ総個体数になった。4.考察 1)サワグルミ個体群への台風撹乱の影響 サワグルミは台風の直撃による地表撹乱(河川の氾濫,斜面崩壊)や風倒木等による物理的撹乱によって大きな被害を受けていたが,台風撹乱の波及効果としてギャップ形成や裸地形成による実生定着のセーフサイトの増加があることにより,個体群成長率が上昇していることが確認された。 2)トチノキ個体群へのシカ食害の影響 トチノキ集団へのシカ食害は樹高4m以下の稚樹にのみ見られ最初の2,3年に著しい個体数の減少をもたらす。しかし,採餌効率によりその後の減少は緩やかになり,また,トチノキは成熟個体に達してからの余命が150年以上に及ぶことから個体群自体は長く存続すると考えられた。また,その状態で食害圧から解放されれば蓄積した成熟個体による実生供給で急速に回復することが示唆された。

著者

高島 義信 高田 壮則 工藤 敬太 松村 英樹 蓑輪 直幸

出版者

北海道東海大学

雑誌

北海道東海大学紀要. 理工学系 (ISSN:09162097)

巻号頁・発行日

vol.8, pp.51-60, 1996-03-21

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The variation in the weight of individuals with same age and the age-specific maturation ratio of white-spotted charr Salvelinus leucomaenis are examined in Furuu River in Hokkaido. The variance in the age-specific weight is extremely high and the strong intraspecific competition is expected to occur in the population. The maturation ratio of females in the stream is zero at any age and that of males in the river ranges from about 21 % to 58 % depending on age. It is shown that (1) it is a rare event for females to mature in the river, (2) the proportion of maturing in the river is about 21 % in males with 2+ age and (3) there is a possibility that both males and females with 5+ age in the river migrate to the sea. (4) about 25 % of sea-run individuals are immature.

著者

高田 壮則

出版者

日本生態学会

雑誌

日本生態学会誌 (ISSN:00215007)

巻号頁・発行日

vol.63, no.1, pp.69-80, 2013-03-30

被引用文献数

4

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炭素収支に関わる費用および利得を計算することによって、個葉の寿命の多様性について説明しようとする考え方が 1980 年代に広く唱導された。ほぼ同時代に数理生物学の分野では、「最適戦略理論」にもとづく数理モデルが数多く提唱されていた。それらの潮流の中で展開された理論的研究では、葉寿命を戦略とし、何らかの量を目的関数とした時、目的関数を最大とする最適葉寿命を求めるという最適戦略理論の枠組みを用いている。1980年代後半から登場した三つの数理モデル(「落葉樹モデル」、「光合成効率モデル」、「温度依存モデル」)は、いずれも葉一枚を光合成工場として考え、「適当」な展葉時期と落葉時期を求めようとするものである。初期に開発された「落葉樹モデル」は、落葉性樹種の展葉・落葉時期に着目し、葉の老化が初夏の春植物の登場を促す要因の一つであることを示したが、一年のなかの季節変化だけを考慮し、常緑性も含めた一般の葉寿命をカバーしたモデルではないという欠点があった。また、葉の構成コストは考慮されていなかった。それらの欠点をカバーするために登場した「光合成効率モデル」は、葉寿命が光合成速度や構成コストにどのように依存しているか、なぜ常緑性樹種が熱帯域と寒帯域の二峰性をもつかを理論的に示すことに成功したが、「落葉樹モデル」とは異なる目的関数(光合成効率)を用いているために、以前のモデルで得られた結果との比較が難しいモデルであった。その後開発された「温度依存モデル」は光合成速度の気温依存性に着目し、世界の各地域における最適葉寿命を求めているが、これも他のモデルの結果との比較に耐えうるモデルではなかった。 これらの異なる仮定および目的のもとで構築されたモデル群を俯瞰すると、いくつかの疑問が生じる。これらのモデルを統合したモデルによって、今まで得られた結果をすべて示すことはできないのだろうか。そのために設定される統一された目的関数はどのようなものであろうか。統一された目的関数によって得られた落葉性の解は、「落葉樹モデル」のそれと一致するのであろうか。ここでは、これらの数理モデル開発の歴史を詳説するとともに、理論的アプローチの整合性という視点から、それらの理論的試みが内包する問題点について明らかにした。

著者

酒井聡樹 高田壮則 東樹宏和著

出版者

共立出版

巻号頁・発行日

2012