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

阐明以草食昆虫为中心的生物群落的结构和动态：探索离散世代的世界

• 批准号: 22K06405
• 负责人: 難波 利幸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06405/
• 关键词: 植食性昆虫; 離散世代; 種間競争; 差分方程式; ギルド内捕食; 生産性; 共存; リミットサイクル; 生物多様性; 植物; 生物群集

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。

Plant hoppers の, 徴 を raw か し た も っ と も Jane 単 な モ デ ル と し て, plant hoppers は 単 diets で に interspecific competition between plant hoppers は な い が, plant between に は interspecific competition が up こ る と 仮 set し て, difference equation モ デ ル を build し た. Insect mortality の を fixed し た パ ラ メ ー で タ space, natural rights and rate within the plant の と insects の growth rate を ラ ン ダ ム に び, he の パ ラ メ ー タ は kind に dependent し な い こ と を 仮 し, is の dynamic を adjustable べ た. そ の result, plant hoppers と plant の の seaborne number が raised え る と plant hoppers は extremely め て minority の kind し か deposit 続 で き な い こ と が points か っ た. こ の results は nature で の phase state be と い れ な い た め, と は he の species competition す る と い う 仮 を slow め, plants が he の と competition す る probabilistic を import し た results, こ の probabilistic が small さ い と more く の insects of が deposit 続 す る こ と が Ming ら か に な っ た. <s:1> れた れた, interplant <s:1>, interspecies competition が, strong くなると, plant に に extinction する が が が present れた. こ れ ら の as a result, many く の plant hoppers が coexistence す る た め に は の competition between plant は ま ば ら で weak く な け れ ば な ら な い こ と が Ming ら か に な っ た. Discrete generation の cluster dynamic モ デ ル で は kind に よ る generation time の violations い を take り れ る こ と が difficult し い こ と を fill out す る purpose line で っ て い る even 続 time の cluster dynamic モ デ ル で は, 3 species in の で today な お mystery の い more ギ ル ド predator-prey system within に つ い て adjustable べ た. ギ ル ド predator-prey system within で は, middle の consumers は upper の predators と resources を め ぐ る competition を す る に に predators feed the わ れ る た め に, resources を め ぐ る competition に お い て は consumers が predators よ り primacy で あ る こ と が consumers と predators の coexistence の necessary で あ る と said わ れ る. Our は, high productive environment で の nonlinear dynamic cluster を detailed analytical す に る こ と に よ り, resource の environment 収 RongLi が high ま る と resources と predators の リ ミ ッ ト サ イ ク ル の large amplitude が き く な り long cycle が く な る こ と に よ っ て, こ の リ ミ ッ ト サ イ ク ル が unrest に な っ て consumers の intrusion が may に な る こ と, そ し て さ ら に environment 収 RongLi が high く な る と, coexistence リ ミ ッ ト サ イ ク ル の long cycle が く な り resources の amplitude が と consumers rights す こ と に よ り, predators の deposit 続 が difficult し く な り extinction し て し ま う こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Is the superiority of the intraguild prey in resource competition to the intraguild predator necessary for coexistence?

行会内的猎物在资源竞争中相对于行会内的掠夺者的优势是否是共存所必需的？

• 发表时间: 2022
• 作者: Toshiyuki Namba;Yasuhiro Takeuchi;Malay Banerjee
• 通讯作者: Malay Banerjee

Continuous irregular dynamics with multiple neutral trajectories permit species coexistence in competitive communities

• DOI: 10.1016/j.tpb.2022.12.003
• 发表时间: 2023-01-14
• 期刊: THEORETICAL POPULATION BIOLOGY
• 影响因子: 1.4
• 作者: Yamauchi，Atsushi;Ito，Koichi;Namba，Toshiyuki
• 通讯作者: Namba，Toshiyuki

植食性昆虫の高い多様性を許容するメカニズムの解明に向けて―予報―

阐明草食性昆虫高度多样性的机制 - 预测 -

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamauchi Atsushi;Ito Koichi;Shibasaki Shota;Namba Toshiyuki;難波利幸
• 通讯作者: 難波利幸

非線形動態はギルド内捕食系に予期せぬ現象を引き起こす

非线性动力学会导致公会内掠夺系统出现意想不到的现象

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamauchi Atsushi;Ito Koichi;Shibasaki Shota;Namba Toshiyuki;難波利幸;難波利幸，竹内康博，Malay Banerjee
• 通讯作者: 難波利幸，竹内康博，Malay Banerjee

ギルド内捕食系における予期せぬ現象

行会内掠夺系统中的意外现象

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamauchi Atsushi;Ito Koichi;Shibasaki Shota;Namba Toshiyuki;難波利幸;難波利幸，竹内康博，Malay Banerjee;難波利幸，竹内康博，Malay Banerjee
• 通讯作者: 難波利幸，竹内康博，Malay Banerjee