第４回 生態系のしくみ

動物生態学

共生

2013年5月20日版

トピクスをなくした分、ていねいに説明しても、5~10分余った

始業前にBBC ビデオ上映 連休明け!

開講前のお楽しみ

Life から両生爬虫類の一部

3　　5月13日　 生態系のしくみ　１　群集と生物間相互作用4　　5月20日　 生態系のしくみ　２　共生

共生　と　共存相利共生　反芻動物、種子散布絶対送粉共生　の　カンコノキ菌根菌　マツタケ

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２つ以上の種がいっしょに生活し　それぞれが、相手の利益になっていることを「共生」と言う。　　　しかし、種間関係は、ほとんどの場合、不釣り合い損得のバランスは環境や状況によって変化

共生　と　共存相利共生　反芻動物、種子散布絶対送粉共生　の　カンコノキ菌根菌　マツタケ

フツィマ『進化生物学』18章 種間関係の進化共存する　種A と　種B　の４つの状態

種Aにとって 種Bが１．資源（栄養　あるいは　生息場所）２．競争相手（食物、場所、生息環境を巡って）３．天敵（資源として消費される）４．互恵的（利得を得るが、相手に損害は与えない）

　　　　or 種A　得　損　損　得　　　　　　 B　損　損　得　中立

判断基準は　「適応度」の増（得）減（損）・・・どれくらい子孫の世代の遺伝子に貢献できるか。例えば「生涯にどれだけ子供孫を残す子を残したか」

復習

共存

ほとんど

面白い共存樹上のアリの巣に、営巣するキツツキ

テキスト

Handbook of Birds of the World Vol.7

共生　と　共存相利共生　反芻動物、種子散布絶対送粉共生　の　カンコノキ菌根菌　マツタケ

共生 ２種以上のそれぞれが、互恵的な場合

相利共生

相利共生

反芻動物　ウシ、カモシカ、シカ、ヤギいずれも　偶蹄目

食物（植物繊維、セルロース）は口　→　第１・第２胃　→　口　→第３胃　→　第４胃　と１往復半し

１～３胃で、共生菌と原生動物がセルロースをグルコースに分解最終的に、反芻動物は胃に内部共生する菌・微生物を消化

体内にセルロースを消化する細菌が共生しているのは、

シロアリ　も同様

日本人の腸内（に共生している）細菌相は、海藻の消化に適している

～ Topics ～

日本人の腸内細菌の遺伝子と海にいる細菌の遺伝子に類縁関係=（海藻をたくさん食べていたら）海の細菌の炭水化物分解酵素が日本人の腸内細菌に移ってきたらしい

NHKラヂオ 2011/4/30～5/1人の腸内細菌、総重量1.5kg、1000種以上 O157 悪玉細菌 をやっつける細菌が最近は不足免疫系を刺激することもある、抵抗力の補助

（上野川修一）

相利共生

反芻動物は、消化の最初の段階胃内微生物にをやってもらい、微生物を摂取

胃内微生物は、反芻動物に生息環境と食物を提供してもらう微生物は、集団内の個体の大きな部分を「捕食」されている細胞 = 個体単位では、「共生」と言えるのか← 微生物の適応度は、腸外ではゼロなので、上昇

相利共生

種子散布　ドングリの木　と　ノネズミ

ノネズミが貯め込んだ？イヌブナの実生の束

４つのミズナラの実生がかたまって，落枝の下から顔を出している

親木から遠く離れたスギ林の中に芽を出したミズナラの実生

カケス？

北米の　ハイイロホシガラスとハイマツ

マツに外来種のカビ病種子生産量が減ると、ほとんど発芽できる種子は残されなくなった(McKinney, Fiedler, Tomback 2009)。共生関係が、共倒れを招く可能性？

相利共生と擬態保護色、警告色、擬態　ベーツ型擬態　ミューラー型擬態

相利共生と擬態警告色のおける別種の蝶の翅模様が酷似

ベーツ型擬態　　　警告色を利用ミューラー型擬態　　　警告色を共有

W.W.ヴィンクラー　『擬態』

まずい

まずい

まずい

いB

B

B BB

B

MM

まずくない

「頻度依存」で利益が変化

相利共生と擬態　ヘビの例ベーツ型擬態　　　　　　　２種の毒蛇 が 警告色を利用

捕足, 蝶やヘビ自身にとって別の面で体色の不利益無（小）= 主に同種の異性を正しく選択

相利共生アリ　と　アリマキ　（アブラムシ）アリ　と　アリ植物掃除魚イソギンチャクとクマノミサンゴ　と　褐藻地衣類（コケ　と　菌）イソスズメダイの「農業」？

M Begon, JL Harper & CR Townsend, “Ecology” p.383

アカシアの出す蛋白を食べるアリ膨らんだアカシアのトゲの中に棲むアリ

CJ Krebs “Ecology” p.240

アリは、葉を食べるような昆虫の捕食者で、植物にとっては、利益になる。

S.P. Yanoviak et al. (2008)

Lasius ants that serve as intermediate hosts for a tapeworm that infects woodpeckers will not flee when the bird breaks into their dark retreat in a branch.

J. Moore (1995), G6sswald 1930

蠕虫に寄生されたアリCephalotes atratus

お腹が赤くなり、捕食者から逃げなくなる宿主の形態、性質を変えてしまう例（寄生）

参照: You Tube “Zombie snails”

吸虫 Leucochloridium macrostomum 寄生モノアラガイ Succinea putris

アフリカマイマイの仲間 >> 外来種に登場する D.R. Smith Trail (1980)

宿主の形態、性質を変えてしまう例（寄生）目がふくらみ、目立つところに出て行く

１対１　の強い関係釣り合い　の　とれた　互恵関係

共生　と　共存相利共生　反芻動物、種子散布絶対送粉共生　の　イチジクとカンコノキ菌根菌　マツタケ

DJ Futuyma “Evolution” p.143 Evolution of Bioiversity

22222回目にも紹介した図

DJ Futuyma “Evolution” p.144 Evolution of Bioiversity

顕花植物　と　受粉昆虫の共進化　

は生物多様性の大きな力になった

昆虫は海中にいない昆虫を食べる生物は多い

DJ Futuyma “Evolution” p.440 0 Angraecum archinites / Panogena lingens

マダガスカルのアングレカム属のランとキサントパンスズメガの共進化

ヤブツバキとツバキシギゾウムシの共進化

イチジクの花

共進化の例として、教科書に必ず出てくる例

イチジクとイチジクコバチ

絶対送粉共生

１対１の受粉関係花粉・受精

http://www.brh.co.jp/seimeishi/journal/032/ss_2.html

『生命誌』32号から

雌のイチジクコバチがイチジクの花に入る

受粉 → 産卵 → 発生 →孵化

雄のイチジクコバチが先に羽化、花内の雌と交尾

♂♀

雄のイチジクコバチが脱出口を開ける

雌は体に花粉を付け、脱出口から出る別の花を探すイチジクの花は、１年中途切れないように在る（らしい）

DJ Futuyma “Evolutionary Biology” p.552 Yucca spp. / Tegeticula spp. コミカン科とホソガ

奄美大島のカンコノキ

http://www.ecology.kyoto-u.ac.jp/~kawakita/Phyllantheae-Epicephala_mutualism/Japanese.html

コミカンソウ科とハナホソガ属の絶対送粉共生の解説ページ

絶対送粉共生に やや 似た 捕食者 / 資源 の関係ある種の蝶の食べる植物が１種ないし１科の例ヤマトシジミとカタバミ、多くのアゲハチョウ科とミカン科

環境、状況　によって　関係は変わる

共生　と　共存相利共生　反芻動物、種子散布絶対送粉共生　の　カンコノキ菌根菌　マツタケ

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arbuscular_mycorrhiza_cross-section.png

植物の根の細胞

菌（キノコ）の胞子嚢

菌糸 hypha

菌糸体

水分や土中の分子 （窒素やリン）

小嚢 vesicle

樹枝状体 arbuscle

光合成産物（糖）

菌根菌

ほとんどの樹木の根　に共生している根の表面、細胞壁の内側、細胞内　などに菌糸を張り巡らせ、養分吸収を助け、生産物を受け取る

最近、松林　で　松茸　が採れない　・・・・　なぜ？落ち葉掻きをしなくなった、、、土壌の栄養条件改善　　松　は　松茸の助けを必要としなくなった・・・

共生？

カラマツ、共生菌根菌（アーバスキュラー菌根）、細菌の３者の　共生の研究例もある

栄養条件がよくなると、共生しなくなるらしい

実験下の研究（田中恵さん）