生態学：植物における栄養素の変動は植食性昆虫のパフォーマンスを低下させる

植食性昆虫のパフォーマンスおよび個体群動態は、宿主である植物の栄養形質や防御形質に依存する。植物と植食者との相互作用に関する文献では、植物の形質平均値に重点が置かれているが、最近の研究からは、植食者に対する植物の遺伝的多様性の重要性が明らかになっており、植物形質の変動も同じく重要である可能性が示唆されている。しかし、植物の形質変動が植食者のパフォーマンスに及ぼす影響については、ほとんど見過ごされてきた。今回我々は、53種の植食性昆虫から得たパフォーマンスに関するデータセット457件を用いて、植物の個体群内における形質変動が植食者のパフォーマンスに及ぼす影響を詳細に評価した。その結果、植物の栄養形質に見られる変動が、植食者のパフォーマンス平均値を著しく低下させることが分かった。こうした低下は、植食者パフォーマンスと栄養形質との関係の非線形平均化を通して起こり、この関係は極めて大きく上に凸となる。対照的に、植食者パフォーマンスと植物の防御レベルとの関係は概して線形で、防御形質の変動が非線形平均化を介して植食者パフォーマンスに影響を及ぼすことはない。今回の結果は、植物が、一般に考えられているように平均的な質の低さだけでなく、栄養レベルの変動によって植食者の個体数抑制に寄与していることを実証している。この現象は、自然系における植食者の個体数抑制に重要な役割を果たす可能性があり、農作物において栄養素の不均一性を増加させることで、農業生態系での持続可能な害虫防除につながり得ると考えられる。

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