Elucidation of the structure and dynamics of biological communities centered on herbivorous insects: Exploring the world of discrete generations

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植食性昆虫の特徴を生かしたもっとも簡単なモデルとして，植食性昆虫は単食性で植食性昆虫間に種間競争はないが，植物間には種間競争が起こると仮定して，差分方程式モデルを構築した。昆虫の死亡率を固定したパラメータ空間で，植物の内的自然増加率と昆虫の成長率をランダムに選び，他のパラメータは種に依存しないことを仮定し，系の動態を調べた。その結果，植食性昆虫と植物の対の数が増えると植食性昆虫は極めて少数の種しか存続できないことが分かった。この結果は自然界での実態と相いれないため，植物は他の全種と競争するという仮定を緩め，植物が他の植物と競争する確率を導入した結果，この確率が小さいと多くの昆虫種が存続することが明らかになった。しかし，植物間の種間競争が強くなると植物種にも絶滅するものが現れた。これらの結果，多くの植食性昆虫が共存するためには植物間の競争はまばらで弱くなければならないことが明らかになった。離散世代の群集動態モデルでは種による世代時間の違いを取り入れることが難しいことを補完する目的で行っている連続時間の群集動態モデルでは，３種系の中で今なお謎の多いギルド内捕食系について調べた。ギルド内捕食系では，中間の消費者は上位の捕食者と資源をめぐる競争をする上に捕食者に食われるために，資源をめぐる競争においては消費者が捕食者より優位であることが消費者と捕食者の共存の必要条件であると言われる。今年度は，高生産性環境での非線形群集動態を詳細に解析することにより，資源の環境収容力が高まると資源と捕食者のリミットサイクルの振幅が大きくなり周期が長くなることによって，このリミットサイクルが不安定になって消費者の侵入が可能になること，そしてさらに環境収容力が高くなると，共存リミットサイクルの周期が長くなり資源と消費者の振幅が増すことにより，捕食者の存続が難しくなり絶滅してしまうことを明らかにした。