カラマツ林の食葉性昆虫の多様性とパフォーマンスを決定する生態学的プロセス

食葉性昆虫の個体数は一本の木の樹冠内で大きくばらつくことが知られているが、この個体数の変異の実態と原因についてはほとんど研究されていない。本課題では、カラマツを食害する多食性(マイマイガ)と単食性(カラマツハラアカハバチ)の昆虫に注目し、「食葉性昆虫の樹冠内での分布は、葉の質に対する食葉性昆虫の適応的な反応によりもたらされる」という仮説を検証した。マイマイガでは、野外調査と室内実験により5種の針葉樹(カラマツ、アカエゾマツ、トドマツ、キタゴヨウ)における、新葉(当年葉)、旧葉(一年以上経過)、混合葉(新葉と旧葉の両方)に対する選択性と、それらを食べた場合の幼虫の生存と成長を調べた。その結果、マイマイガは、5種の針葉樹のいずれにおいても新葉よりも旧葉を好んで食べた。幼虫の生存率も旧葉を食べた場合の方が高く、マイマイガは質の良い葉を好んで食べることが分かった。ただし、カラマツでは混合葉を与えた場合の生存率がさらに高くなり、新葉、旧葉を単独で食べるよりも両方を食べることの効果が認められた。一方、カラマツハラアカハバチではカラマツの新葉(長枝葉)、旧葉(輪生枝)、混合葉(新葉と旧葉の両方)に対する選択性と、それらを食べた場合の生存率を調べた。その結果、ふ化幼虫は新葉を好んで食べたが、成長すると旧葉を好むようになった。成熟幼虫は新葉よりも旧葉を食べた場合に生存率が高くなり、混合葉ではさらに生存率が高くなった。新葉と旧葉の化学分析の結果、防御物質の量には違いがなかったが、窒素量は旧葉の方が高かった。このことより、従来、針葉樹の葉の質を決める原因として防御物質量の重要性が示されてきたが、カラマツの場合は栄養分である窒素量の方が重要であると考えられた。以上の結果より、カラマツにおける葉の質に対する食葉性昆虫の適応的な反応の実態と、他の針葉樹での反応との違いが明らかになった。

食葉性昆虫の個体数は一本の木の樹冠内で大きくばらつくことが知られているが、この個体数の変異の実態と原因についてはほとんど研究されていない。本課題では、カラマツを食害する多食性(マイマイガ)と単食性(カラマツハラアカハバチ)の昆虫に注目し、「食葉性昆虫の樹冠内での分布は、葉の質に対する食葉性昆虫の適応的な反応によりもたらされる」という仮説を検証した。マイマイガでは、野外調査と室内実験により5種の針葉樹(カラマツ、アカエゾマツ、トドマツ、キタゴヨウ)における、新葉(当年葉)、旧葉(一年以上経過)、混合葉(新葉と旧葉の両方)に対する選択性と、それらを食べた場合の幼虫の生存と成長を調べた。その結果、マイマイガは、5種の針葉樹のいずれにおいても新葉よりも旧葉を好んで食べた。幼虫の生存率も旧葉を食べた場合の方が高く、マイマイガは質の良い葉を好んで食べることが分かった。ただし、カラマツでは混合葉を与えた場合の生存率がさらに高くなり、新葉、旧葉を単独で食べるよりも両方を食べることの効果が認められた。一方、カラマツハラアカハバチではカラマツの新葉(長枝葉)、旧葉(輪生枝)、混合葉(新葉と旧葉の両方)に対する選択性と、それらを食べた場合の生存率を調べた。その結果、ふ化幼虫は新葉を好んで食べたが、成長すると旧葉を好むようになった。成熟幼虫は新葉よりも旧葉を食べた場合に生存率が高くなり、混合葉ではさらに生存率が高くなった。新葉と旧葉の化学分析の結果、防御物質の量には違いがなかったが、窒素量は旧葉の方が高かった。このことより、従来、針葉樹の葉の質を決める原因として防御物質量の重要性が示されてきたが、カラマツの場合は栄養分である窒素量の方が重要であると考えられた。以上の結果より、カラマツにおける葉の質に対する食葉性昆虫の適応的な反応の実態と、他の針葉樹での反応との違いが明らかになった。