野生植物と栽培植物を寄主とするエピラクナ属テントウの生活史特性に関する研究

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Title

野生植物と栽培植物を寄主とするエピラクナ属テントウの

_{生活史特性に関する研究( 内容の要旨 )}

Author(s)

白井, 洋一

Report No.(Doctoral

Degree)

博士(農学) 乙第006号

Issue Date

1996-09-13

Type

博士論文

Version

publisher

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/2251

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氏名(本籍) 学位の種類学位記番号学位授与年月日学位授与の要件学位論文題目審査委点白井洋一 (新潟県) 博士(農学) 農博乙第6号平成8年9月13日学位規則第4条第2項該当野生植物と栽培植物を寄主とするエビラクナ属テントウの生活史特性に関する研究主査信州大学教授森本尚武副査信州大学教授俣野敏子副査静岡大学教授西垣定治郎副査静岡大学教授廿日出正美副査岐阜大学教授櫻井宏紀論文の内容の _要 _旨エビラクナ属に属する植食性マダラテントウはナス科作物の害虫であるとともに､アザミ､ルイヨウボタン､ハシリドコロなどの野生植物で､害虫化以前の自然個体群が多く確認されている0ジャガイモの栽培が広く普及したのは明治初期以降であり､野生植物から栽培植物への寄主転換(害虫化)による昆虫個体群の生活史特性の変化を比較する上で好適な材料である｡本論文は野生植物を寄主とする本属の3種5個体群について､初めに野生植物を寄主とする個体群生態､および野生植物から栽培植物へ寄主転換できる可能性について調べられたものである｡さらに野生植物を寄主とする自然個体群の近隣地域で栽培植物へと寄主転換をした害虫個体群が存在する場合には､自然･害虫両個体群の生活史特性を比較し､野生植物から栽培植物へ寄主転換した際にその生活史の特性がどのように変化したのかを明らかにするとともに､その変化の程度(進化の速度)について考察を試みたものである｡その結果 1)アザミを寄主とする長野県大鹿のヤマトアザミテントウは寄主植物の発生消長とよく一致した生活環を示し､食草不足は全く認められなかった｡生命表の基本要因分析から､個体群密度は産卵期に最も安定し､成虫密度に依存した産卵量の調節が行われていることが明らかになった｡本個体群はナス科作物と季節的消長はよく一致していたが､ジャガイモに対する低い寄主適合性(産卵数と未成熟期生存率)のために､栽培畑へ進出できず害虫化しなかったものと考えられた｡ 2)アザミを寄主とする滋賀県川戸谷のヤマトアザミテントウも寄主植物の発生消長とよく一致した生活環を示した｡本個体群はジャガイモに対して高い寄主適合性を持っており､ナス科植物との発生消長もよく一致したことから､ジャガイモへ寄主転換し､容易に

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ー85-害虫化できたと考えられた｡害虫個体群は自然個体群と比べて､成虫サイズが大きく､高い増殖力､集中産卵､幼虫期問の短縮などの特徴を示した｡害虫個体群の雌成虫の産卵量は個体間変異が大きいことから､栽培植物であるジャガイモへの適合途中の段階であり､雌あたり産卵数は自然選択の過程を経て､漸進的に上昇しているものと考えられた｡ 3)ハシリドコロを寄主とする長野県高遠のオオニジュウヤホシテントウは周辺の害虫個体群よりやや早く越冬成虫が出現し産卵した｡自然･害虫個体群問で､ジャガイモに対する寄主適合性はほとんど同じであった｡本個体群の寄主転換は同じナス科植物問での転換であることから､自然個体群は容易にジャガイモ畑へ進出して害虫化でき､高い増殖力を示した｡ 4)ハシリドコロを寄主とする長野県高遠のルイヨウマダラテントウは寄主植物が初夏にほとんど枯死し､幼虫期後半から羽化成虫出現期の餌不足が最も大きな死亡要因であった｡本個体群は産卵期間の早期集中化､新成虫の早期休眠と高い越冬成功率､および越冬成虫の再越冬などによって､利用期間が限られた寄主植物によく適応した生活史戦略を採っていた｡本個体群のジャガイモに対する適合性は産卵期･未成熟期とも高かったが､栽培植物との発生消長の不一致のため､栽培植物へ寄主転換できず害虫化しなかったと考えられた｡ 5)ルイヨウボタンを寄主とする長野県南信濃のルイヨウマダラテントウは寄主植物の枯死とともに､羽化直後の盛夏期に越冬休眠に入った｡室内実験から､高遠の同種個体群と同様､再越冬の可能性が示唆された｡自然個体群は産卵期･幼虫期とも高いジャガイモ適合性を示し､ジャガイモの出芽･生長期も本種の出現･産卵時期とよく一致したことから､容易にジャガイモに進出して害虫化できた｡害虫個体群は自然個体群と比べて､成虫サイズと卵塊サイズ大きく､高い産卵量､集中産卵､未成熟期間の短縮､および雌成虫の短命化の傾向を示した｡害虫個体群では､羽化成虫が夏眠を経て､秋季に再び活動する現象が認められ､寄主利用可能期間の長い栽培環境条件への進出によって､成虫の活動期間を漸進的に拡大させていることが示唆された｡本研究および自然個体群と害虫個体群の生活史特性の比較に関する研究から､自然個体群が栽培植物へ寄主転換した場合､高い繁殖力と成虫の短寿命化がほぼ共通して認められた｡寄主植物適合性の変化の過程､つまり進化の速度は近縁な植物種間での寄主転換､および遠縁の植物種問でも昆虫側でその植物に前適応している場合には､寄主転換当初か比較的短期間のうちに栽培植物に対して高い適合性を得ることが可能であった｡一方､休眠性などフユノロジーの変化は冷温帯起源昆虫のようド日長条件などによって休眠性が強く支配されている場合には､生活史特性の変化には漸進的な自然選択の過程を伴い､相当な世代数を必要とするものと考えられた｡審査結果の要_ 旨野生植物から栽培植物への寄主転換(害虫化)は植物‥食植牲昆虫関係を明らかにする上で極めて興味ある課題であり､生態学者､昆虫学者の間で種々論議を呼ぶところである｡野生から栽培植物への寄主の転換に伴う昆虫の生活史特性の比較は害虫化の過程

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-86-を考える上で､また生活史の進化(生活史戦略)を解明するためにも､さらに害虫化以前の野生個体群が栽培植物への進出と適応によって変化した形質をうまく制御することによって害虫化を防ぐ方法､あるいは害虫個体群密度を低く抑える方法に対して多くの示唆を与えることになるという面からも重要な課題である｡本論文はエビラクナ属の食植性マダラテントウ3種5個体群について､野生植物を寄主とする自然個体群と栽培植物を寄主とする害虫個体群の生活史特性およびそれぞれの個体群の動態の特徴を明らかにすることにより害虫化の過程を推論しようとしたものである｡内容は緒言以下2∼4章および総合考察の合計5牽から成り､野生植物を寄主とする自然個体群､栽培植物を寄主とする害虫個体群および両個体群の混生する各地域での野外実験ならびに室内での飼育による解析実験の結果をまとめたものである｡第2章では､野生植物における自然個体群の発生生態をヤマトアザミテントウ(滋賀県と長野県大鹿のアザミを寄主とする個体群)､オオニジュウヤホシテントウ(長野県高遠のハシリドコロを寄主とする個体群)およびルイヨウマダラテントウ(長野県南信浪のルイヨウボタンと高遠のハシリドコロを寄主とする個体群)について詳しく述べ､寄主植物の発生生態とマダラテントウの生活環に季節的によく一致した生活史戦略をもっていること､および雌成虫による産卵調節作用によって長期間にわたって低密度を維持していることを明らかにした｡第3章では各種各個体群の栽培植物への寄主転換(害虫化)の可能性を考察し､害虫化のためには寄主植物とのフユノロジーの同調性およびマダラテントウの産卵と幼虫期の生存発育に対する栽培植物の適合性の両方の条件を満たす必要があることを明らかにした｡舞4章では野生植物から栽培植物への寄主転換(害虫化)に伴ってみられた生活史特性の変化について述べ､害虫化することによって増殖力が増すこと､雌成虫の生存･産卵スケジュールが｢集中大量産卵･短寿命化｣の方向へ変化することを明らかにした｡つまり野生植物を寄主とする個体群の｢低い増殖率と成虫の長寿命型｣から短期間のうちに獲得したト戟略型の生活史特性へと変化したことになる｡最後に生活史特性の変異性を考慮した害虫の管理技術の導入についても言及し､野生植物と異なるフェノロジーを持った栽培植物の選択および昆虫個体群の増殖力を抑制できる耐虫性品種の計画的導入の必要性を強調している｡以上審査委貞一同詳細な内容の吟味を行い､本論文は野生植物および栽培植物での昆虫の生活史特性を比較することによる害虫化の過程の解明ならびに昆虫の生活史の進化 (生活史戦略)の解明に大きく貢献するものと高く評価された｡さらに生活史特性の変異性を考慮した新しい害虫管理技術の導入のためにも多くの示唆を与えるものとして興味深く､別に行った学力確認試験の結果と併せて本論文が博士論文として十分価値あるものと認め審査委貞全員一致で合格とした｡