Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
シダ植物は森林の湿潤な環境を好む傾向が強く、人為的な環境での種多様性は明らかに低い。このことから、シダ植物の種多様性は自然度の高い湿润な森林環境の分布の指標となることが強く期待できる。アジア全体で見ると、世界の種の約半数程度のシダ植物がアジア地域に分布しているものと推定されており、地球規模で見てもアジア全体での多様性は十分に高いと判断できる。それらに関する自然史研究・記録や稀少性についての情報（地域単位のレッドリスト・レッドデータブックなど）も豊富に存在するものの、様々な情報源に散在した状態にあるのが現状であった。そこで、本研究では散在した情報を集約し、さらに分類学的知見を加えて横断的解析をすることを目指すこととした。

## 2 ．研究開発目的

アジア地域全体の中で、優先的に植物の生育環境を守るべき地域を特定するため、シダ植物の多様性密度の分布を地図化することを目的とした。ただし、研究期間内に確実にデータ収集を完了させる必要性を踏まえ、アジアの自生種を「地球規模での絶滅危惧種」と「広範囲に分布して個体数が多い非絶滅危惧種」に大分することとし、前者に相当する種をまとめたアジア版シダ植物レッドリストを作成することを第1段階の目的とした。そのリストに掲載された種の分布情報を収集・統合して地図化することを最終的な目的と位置づけた。

### 3. 研究開発方法

## （1） アジア産シダ植物のレッドリスト作成

## 1 ）アジア産シダ植物のエキスパートによる「狭分布種リスト」作成

アジア地域のシダ植物の分類または地域植物相に精通した専門家の知見は、出版物に未公表のものが多く存在することが期待され、本研究を進める上で極めて重要な情報源となる。また、5年間の研究を着実に遂行するためにも、協力体制を構築することが欠かせない。初年度である平成23年12月10日～11日に計5名を海外から招聘し、研究代表者を含む日本側研究者4名も参加して、東京でワークショップを開催した（参加者：Xian-Chung Zhang[中国・国立標本館（北京）、中国のシダ植物相]、Wen-Liang Chiou[台湾・林業試験所、台湾のシダ植物相]、Titien Ngatinem Praptosuwiryo[インドネシア・ボゴール植物園、インドネシアのシダ植物相]、Chritopher Roy Fraser-Jenkins[ネパール在住、ヒマラヤ地域のシダ植物相、Barbara S. Parris[ニュージーランド在住、旧世界のシダ植物相]、村上哲明[首都大学東京、チャセンシダ科の分類]、加藤雅啓[国立科学博物館名誉研究員、セラム島の植物相・ゼンマイ科・メシダ科他の分類]、松本定[国立科学博物館名誉研究員、ヤブソテツ属他の分類]、海老原淳[国立科学博物館・研究代表者]）。本ワークショップで議論された内容を元に、さらに韓国・フィリピン・タイ・スリランカなどの植物相の専門家を加えた合計18名によって「アジア産稀少シダ植物リスト」（アジアのシダ植物レッドリスト暫定版）の収録種が選定された。具体的な選定手順としては、レッドリストが作成されている国・地域については、レッドリスト掲載種から固有種・狭分布種が抽出され、分布域全体で見たときにも絶滅のおそれが高いと判断される種を選定した。レッドリストが存在しない地域については、専門家の個別の意見に従って種を選定した。

## 2 ）アジア産全シダ植物のチェックリスト作成

エキスパートの意見に基づいて編纂された「アジア産稀少シダ植物リスト」は信頼性が高い資
料であるが、一方で共著者となった専門からの専門地域・分類群には偏りがあり、全ての稀少種が網羅されていない可能性が残る。アジア産シダ植物レッドリストを完成させるためには、1）とは別に網羅的手法でも検討を行う必要があると考えられた。そのため、アジアに生育記録のある全種の学名チェックリストを作成した上で、その全種に対して絶滅危惧リスクのアセスメントを行う必要があると考えられた。チェックリスト作成のため可能な限り多数の関連資料（植物誌・チェックリスト・種属誌・採集品リスト・webサイト等）から学名とその関連情報（採用/シノニム、分布域、出典）の収集を行った。収集された学名については、1件ずつ同物異名を検討し、同物異名関係にあるものを紐付けする処理を行った。

## 3 ）アジア産全シダ植物のチェックリストに基づいた絶滅リスクのアセスメント

2）で作成したチェックリストに掲載された各分類群を対象に絶滅リスクのアセスメントを行った。ただし、国際自然保護連合(IUCN)の基準で対象から外される雑種については本アセスメントでも対象外とし、品種レベルの分類群やアジア地区外からの外来種も対象外とした。さらに、当初はアジア全域を対象とする予定であったが、ニューギニア産の種については記載以後の再検討が一切なされていない種が余りにも多く、他地域と同様の方法で処理をすると大半をレッドリストに掲載することになってしまう。そのため、ニューギニアを分布の中心とする種については本研究でのアセスメント対象外とする方針とした。

国・地域単位のレッドリスト・レッドデータブックが既に発行されている地域（日本・韓国・台湾・フィリピン・スリランカ）について、それらの情報を統合した。研究者が絶滅リスクのアセスメントを行った資料を公表している地域（中国・タイ・ラオス・カンボジア・インド亜大陸）についても、それらの情報を収集・統合した。植物誌中で絶滅リスクのアセスメントの結果が収録されているマレー半島（ただし、未完結のため一部分類群のみ）についても情報を統合した。

分布範囲に関する情報と、分布域内の国・地域の地域レッドリスト・データブックでの絶滅危惧カテゴリーを鑑みて、アジア産各分類群のアセスメントを行った。ただし、CR/EN/VU/NT/DDの各カテゴリーを区別するための基礎情報（個体数・分布面積・減少率）は未だ大半の種で不十分であることから、本研究で得られた情報から明らかにLCカテゴリーに該当すると考えられる種を選定し、残りの種を「アジア産シダ植物レッドリスト」に収録するという方法を採用した。

## （２）アジアのシダ植物ホットスポット地図作成

## 1 ）アジア産シダ植物のエキスパートによるホットスポット候補地選定

（１）の１）のワークショップでは、アジア産シダ植物のホットスポットについても議論が行われ、種数密度が高く、固有種または狭分布種が集中する候補地が挙げられた。

## 2 ）レッドリスト収録種の分布情報収集とホットスポット地図作成

（１）の３）で作成されたレッドリストの収録された種の分布密度を地図化し、「絶滅危惧シダ植物のホットスポット地図」を作成するため、各種の分布情報を収集した。分布の情報源として以下を利用した。a．タイプ標本産地（各学名の出典情報から原記載文献にあたり、産地を確認）、b．GBIFの存在情報データ(http://www.gbif.org/)、c．中国数字標本館の標本データ

(http://www.cvh.org.cn/)、d. 植物誌・モノグラフに引用された標本の産地情報、e. 国立科学博物館収蔵標本データベース（本研究によってデータベース化したものも一部含む）。得られた分布情報のうち、緯度経度を伴っていないものについては、地図を参照の上で緯度経度を付与した。種
密度については、アジア全域を網羅し面積が一定になるグリッドシステムが存在しないため、便宜的に緯度・経度各1度幅のグリッドを単位として採用した。この場合、緯度に応じて面積が変化するが、基本的に低緯度から中緯度までが分布の中心になることが予想されるため、集計結果への影響はわずかであると予想される。また、将来的には面積に応じた補正処理も可能である。

## 4 ．結果及び考察

## （１）アジア産シダ植物のレッドリスト作成

## 1 ）アジア産シダ植物のエキスパートによる「狭分布種リスト」作成

全885分類群（亜種・変種51分類群含む）がリストアップされた（図(7)-1）。地域別内訳は、東アジア214、東南アジア578、南アジア98であった（地域をまたいで分布する種があるため、3地域を足しても総数には一致しない）。国・群島単位（中国は省単位、インドは州単位）で種数を集計した結果、上位から以下のような結果になった。（1．ニューギニア：228分類群、2．ボルネオ島：124分類群、3．セラム島：85分類群、4．フィリピン：82分類群、5：日本：64分類群、6．中国雲南省：59分類群、7．マレーシア半島部：41分類群、8．スリランカ：39分類群。分類群名の詳細については業績1に収録されている。一方で、スマトラ島・ジャワ島・スラウェシ島などにはわずかな種数しか記録されなかった。これらは情報不足に起因することが否めない結果となった。

図(7)-1 専門家によって選定されたアジア産狭分布シダ植物の分布状況

## 2 ）アジア産全シダ植物のチェックリスト作成

計35,186件の学名が収集され、それらについて同名の紐付け処理を行った結果、6,078分類群が認められた。

## 3 ）アジア産全シダ植物のチェックリストに基づいた絶滅リスクのアセスメント

2）の6,078分類群には、アセスメント対象外の分類群（雑種・品種・ニューギニア産）が1,345分類群含まれていたため、残りの4,733分類群がアセスメント対象となった。このうち、2,548分類群は明瞭な広域分布種や、1つ以上の分布地域でLC（Least Concern）の判定を受けている非絶滅危
惧種と判断された。したがって、2,185分類群（種・亜種・変種）が「アジア産シダ植物レッドリスト」の収録対象種として残った。

## （２）アジアのシダ植物ホットスポット地図作成

1）アジア産シダ植物のエキスパートによるホットスポット候補地選定

計40地点がアジアのシダ植物ホットスポット候補地として挙げられた（図(7)-2、表(7)-1）。候補地の面積はおよそ100km四方を目安とした。

図(7)-2 専門家によって挙げられたアジアのシダ植物ホットスポット候補地地図

表(7)-1 専門家によって挙げられたアジアのシダ植物ホットスポット候補地一覧

SE Asia	Country
1	Mt. Kinabalu, Borneo	Malaysia
2	Mt. Mulu, Borneo	Malaysia
3	Mt. Murud, Borneo	Malaysia
4	Cameron Highlands	Malaysia
5	Taman Negara	Malaysia
6	Mts. Murkele, Seram Isl.	Indonesia
7	Central and northern mountains of Sumatra (Kerinci Seblat, G Leuser)	Indonesia
8	Central Sulawesi (G Lore Lindu)	Indonesia
9	G Gede, W. Java	Indonesia
10	G Halimun-Salak, W. Java	Indonesia
11	Bromo Tengger Semeru, E. Java	Indonesia
12	Meru Betiri, E. Java	Indonesia
13	Mt. Slamet, Java	Indonesia
14	Mt. Jaya	Indonesia
15	Mount Doorman, New Guinea	Indonesia
16	Star Mountains	Papua New Guinea
17	N Thailand mountains (Doi Inthanon, Doi Chiangdao)	Thailand
18	Mawlamyang	Myanmar
19	Mt. Apo, Mindanao	Philippines
20	Mt. Kitanglad, Mindanao	Philippines
21	Mt. Pulog, Luzon	Philippines

E Asia	Country
1	Yakushima Isl.	Japan
2	Amami Isl.	Japan
3	Ogasawara Isl.	Japan
4	Orchid Isl.	Taiwan
5	Cheju Isl.	S. Korea
6	Central Hengduan Mountains	China
7	Emeishan	China
8	Hainan Isl.	China
9	E Himalaya	Nepal
10	Limestone area in SE Yunnan, Guangxi and N Vietnam	China/Vietnam
S Asia	Country
1	Palni & Nilgiri Hills	India
2	Agastyamalai Hills	India
3	Rajasthan (Mt. Abu)	India
4	Parasnath Hill	India
5	Orissa	India
6	Andhra Pradesh	India
7	Khasi-Jaintia Hills	India
8	Andaman-Nicobar Isl.	India
9	Central mountains	Sri Lanka

## 2 ）レッドリスト収録種の分布情報収集とホットスポット地図作成

各種情報源から合計29,374件の分布情報を収集し、うち17,210件が緯度経度つきかあるいは付与することが可能であった。情報源の内訳はa. タイプ標本産地2,036件（うち1,195件に緯度経度付与）、
b. GBIFの存在情報データ19,895件（うち8,714件に緯度経度付与）、c. 中国数字標本館の標本データ1,900件、d. 植物誌・モノグラフに引用された標本の産地情報1,070件（うち928件に緯度経度付与）、e. 国立科学博物館収蔵標本データベース4,473件、である。1分類群あたりの平均分布情報数（緯度経度つき）は7.87件であった。同一グリッド内で記録された同分類群の記録の重複を除いた実データ数は5,854件であり、1分類群あたりの平均分布面積は2.35グリッド件であった。

緯度経度1度単位のグリッドでの種密度の分布状況を図(7)-3に示す。最大の分類群数が記録されたのはボルネオ島キナバル山を含むグリッドで計113種が記録された。以下、分類群数順に10位までを列挙する。2. 中国雲南省昆明市周边(87分類群)、3. ラオカイ省-雲南省付近（ベトナム-中国国境）（79分類群）、4. フィリピン・ルソン島・Makiling山周边（74分類群）、5. インドネシア・セラム島（72分類群）、6. スリランカ中南部(67分類群)、7. 中国雲南省高黎贡山周边（66分類群）、8. インドネシア・中部カリマンタン州（65分類群）、9. 中国四川省峨眉山（65分類群）、10. 中国雲南省メトク県（63分類群）。

図(7)-3 アジア産絶滅危惧シダ植物のホットスポット地図

全体的傾向としては（２）の１）で専門家の意見で得られた候補地と良く対応が見られ、妥当な結果が得られたものと判断される。一方で、現時点で収集可能な最大限のデータを用いてもなお、様々な要因による分類群数の過小評価・過大評価を含んでいる可能性は高い。種密度の順位については更に精度の高いデータの収集によって変動する可能性が残されており、詳細な順位の情報よりも全体の傾向を重視して研究結果を活用するべきであろう。また、上位20地点の大半が既に国立公園など何らかの保護地区に指定されている。むしろ中程度の順位にある地点における生育環境の保全こそが重要になるものと考えられる。
## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

アジア全体でのシダ植物の多様性情報が初めて統合され、その全容が明らかになった。総種数（総分類群数）と、その中における地球規模での絶滅危惧種の種名が把握され、それらが集中する地域の状況が地図化されて一目でわかるようになった。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

環境省が平成26年度に実施した国内希少野生動植物種の候補種リストの検討に関する調査、意見交換会において、本研究の知見の一部が利用された。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

アジアの生物多様性保全のための国際貢献（知識面・財政面での援助）にあたって、優先的に資源を投入すべき地域を判断する材料となる。また、地球規模での絶滅危惧種が把握されたことにより、日本産種の保全施策（レッドリスト作成、特定希少野生動植物種の指定等）において優先すべき対象種が把握しやすくなることが期待される。

### 6. 国際共同研究等の状況

アジア産シダ植物に関する知見の共有、Xian-Chung Zhang・国立標本館（北京）・中国

アジア産シダ植物に関する知見の共有、Wen-Liang Chiou・林業試験所・台湾

アジア産シダ植物に関する知見の共有、Titien Ngatinem Praptosuwiryo・ボゴール植物園・インドネシア

アジア産シダ植物に関する知見の共有、Chritopher Roy Fraser-Jenkins・ネパール

アジア産シダ植物に関する知見の共有、Barbara S. Parris・ニュージーランド

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) A. EBIHARA, C. R. FRASER-JENKINS, B. S. PARRIS, X.-C. ZHANG, Y.-H. YANG, W.-L. CHIOU, H.-M. CHANG, S. LINDSAY, D. MIDDLETON, M. KATO, T. N. PRAPTOSUWIRYO, V. B. AMOROSO, J. F. BARCELONA, R. H. G. RANIL, C.-H. PARK, N. MURAKAMI and A. HOYA: Bull. Natn. Mus. Nat. Sci. B, 38: 93-119 (2012), Rare and threatened pteridophytes of Asia 1. An enumeration of narrowly distributed taxa.

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA 編：The Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region、Springer、321-327 (2012)

「East and Southeast Asian Pteridophyte Flora and DNA Barcoding（執筆担当：A. Ebihara and L.Y. Kuo）」
## （2） 口頭発表（学会等）

1) EBIHARA: The 9th International Flora Malesiana Symposium, Bogor, Indonesia. 2013. "Toward the publication of "Asian fern red list"

2) A. EBIHARA: The 6th Asian Fern Symposium, Bali Botanic Garden, Indonesia. 2014. "Red Data Book of Asian Ferns and Lycophytes"

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) 国立科学博物館筑波実験植物園企画展シンポジウム「日本固有の植物、現状と危機」（主催：「アジアの中で見たシダ植物の日本固有種・絶滅危惧種」、2014年5月24日、筑波実験植物園、参加者約40名）にて講演

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) N. MYERS, R. A. MITTERMEIER, C. G. MITTERMEIER, G. A. B. DA FONSECA and J. KENT: Nature 403: 853-858 (2000) Biodiversity hotspots for conservation priorities recognize it in working on the spot, which will lower the administrative cost.
# （８）日本およびアジア地域の送粉ハナバチ類の種多様性とその減少評価

九州大学大学院

理学研究院生物科学部門 多田内 修

<研究協力者>

九州大学大学院

理学研究院生物科学部門 村尾 竜起

平成23～27年度累計予算額：30,376千円（うち平成27年度：5,549千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

アジア地域では人口増加とともに森林の伐採が行われ、送粉ハナバチ類の生息地の減少と断片化が進んでいる。森林の保全や植物保護の観点から、ハナバチ類の過去と現状を把握し減少評価を行い、ホットスポットを定めてその保全を推進していくことが求められている。アジアのハナバチ類についてはその基礎となる分類学的研究が遅れていたが、本研究開発により、日本については全種を含む「日本産ハナバチ図鑑」を出版し、専門家以外にも同定が可能になるよう相違点の画像を多数掲載し今後の生態研究に役立つようにした。熱帯アジアについては、オランダ国立生物多様性センター（ライデン）および大英自然史博物館（ロンドン）所蔵の標本を撮影し、種情報を加えて、「熱帯アジア産ハナバチ類画像データベース (TAB) を構築し、Web上に公開した。本代表者らが構築した既存の「熱帯アジア産ハナバチ類文献データベース (TABR) とともに、今後の熱帯アジアでの生態研究へのハナバチ類の情報基盤を整えた。ホットスポット地図作成の材料としては、熱帯アジアではハリナシバチとともに森林の送粉者として重要な役割を果たしているクマバチを材料に選び、オランダ国立生物多様性センターおよび大英自然史博物館の所蔵標本をもとに、アジア産クマバチ類標本データベース (BeeAXylo) を構築した。このデータを基に解析を行い、種の分布図とホットスポット地図を作製した。さらに各種データベースから得られたアジア産ハナバチ類全体について、国・地域・島ごとの種数、固有種数を検討した結果、インド南部・西北部とフィリピン（ルソン、ミンダナオ）で多様性と固有性が高いことが明らかになった。ハナバチ類は乾燥地に適応した分類群であるため、高湿度のアジア熱帯では多様性はあまり高くないと考えられた。また、アジア産ハナバチ類のDNA barcode の蓄積を行い、アジア産ハナバチ類DNA バーコードデータベース (ABeeBOL) をWeb上に公開した。

## [キーワード]

送粉ハナバチ類、多様性、図鑑、画像データベース、ホットスポット
### 1. はじめに

動物によって送粉される被子植物は、世界全体で308,006種、87.5%という報告があり、特に熱帯では単独の動物によって送粉される特化した植物の割合が増加しているといわれる。動物媒介による農作物の依存度、すなわち送粉者による生態系サービスの値は世界で75%、経済的に年間1,530億ユーロ、世界の農業生産額の9.5%とも言われており、無視できない。近年アメリカやヨーロッパでのミツバチの減少、ヨーロッパでのマルハナバチや蝶の減少を契機として、健全な送粉システムの重要性や、作物および野生植物の送粉者であるハナバチ類などの保全が叫ばれるようになってきた。送粉システムの危機は、ミツバチやハナバチ類の減少によって明らかであり、大部分の陸域生態系の機能を維持する上で、植物-送粉者の相互作用が重要な役割を持っている。送粉システムを減少させる人為的原因、すなわち生息地の断片化、土地利用の変化、近代的な農業慣行、殺虫剤や除草剤などの化学物質の使用、外来の植物や動物、病気の侵入等に注意を払い、作物や野生植物の送粉者の多様性をさらに回復増加させていく必要がある¹）。特にアジア熱帯では人口増加とともに熱帯林の伐採が行われ、生息地の断片化等が進んでいる。これらの現状を把握し減少評価を行い、ホットスポットを定めてその保全を推進していくことが求められている。

## 2 ．研究開発目的

2000年の生物多様性条約締約国第5会議によって「送粉者多様性の世界的な減少の問題に対処する緊急の必要性」が宣言され、その目的として、（1）送粉者の減少とその原因、および送粉サービスに対する影響を監視する、（2）送粉者の分類学的情報の不足に対処する、（3）送粉の経済的価値と送粉者と送粉サービスの減少の経済的影響を評価する、（4）農業および関連する生態系の送粉者の多様性の保全、回復及び持続可能な利用を推進する、ことがあげられた $ ^{1} $ 。本研究開発では、重要な送粉者であるハナバチ類について、アジア（日本を含む東アジアおよび熱帯アジア）における分類学的情報基盤を整え、ハナバチ図鑑および標本データベース、画像データベースを構築するとともに、これらのデータに基づきハナバチ類の減少評価を行い、その分布図とホットスポット（種多様性が高く、かつ絶滅リスクが高い地域）地図を作成することを目的とした。また現地調査で得られた標本を基にできるだけDNAベーコード解析を行い、遺伝子多様性を明らかにし、それらのデータベース化も行うこととした。

### 3. 研究開発方法

ハナバチ類の国内外の現地調査、国外研究機関での標本調査、現地調査で得られた標本に基づくDNAバーコードの分析、得られたデータに基づくハナバチ図鑑の執筆出版、標本データベース・画像データベース・DNAバーコードデータベースの構築、データベースの分析による分布図とホットスポット地図の作成を行った。

国内外の現地調査としては、日本（長崎県対馬：2011年4月；北海道：2011年6月、2012年5月；2015年6月；小笠原：2012年9～10月、奄美大島：2013年3月）、国外（中国：2011年7月；2012年5月；2013年7月、韓国：2013年6月；2014年5月、タイ：2014年3月、2015年3月；ネパール：2014年9月）を実施した。これらの調査では、アジア産ハナバチ類の分布調査を行うとともに、DNAバーコード分析用の標本を収集し、その後分類学的研究と、標本データベース、DNAバーコードデータベースの構築を行った。また、これまでのデータをまとめ標本写真を撮影し、日本産ハナバチ図鑑
を執筆出版した。

国外の研究機関での標本調査としては、オランダ・国立生物多様性センター（ライデン）（2011年8月、2012年6～7月、2013年8月、2015年3月、2015年6月）、イギリス・大英自然史博物館（2013年8月、2014年11～12月）において実施した。これらの調査では、アジア産ハナバチ類の標本調査と標本の写真撮影を行い、アジア産クマバチ類標本データベースと熱帯アジア産ハナバチ類画像データベースの構築を行った。さらにアジア産クマバチ類標本データベースに基づき、サブテーマ1と共同して分布図とホットスポット地図を作製した。

## 4 ．結果及び考察

## （１）アジア産ハナバチ類の種情報基盤の構築

## 1 ）日本産ハナバチ図鑑の編集執筆と出版

日本産ハナバチ類の分類学的研究をほぼ完了させ、日本産全種389種を扱った「日本産ハナバチ図鑑」を出版した（図(8)-1）。これまでマルハナバチ類を除いては同定が困難であったハナバチ類の各種について同定のポイントとなる部位の写真を多数掲載し、生態研究者や一般愛好家にも利用できるようにした。分類、形態、生態の概説のほか、各種について学名、和名、形態、発生期、訪花植物、分布を記載し、形態写真と生態写真を掲載している。2014年8月に出版し同年11月に増刷した。

図(8)-1 日本産ハナバチ図鑑

## 2 ）アジア産ハナバチ類画像データベース(TAB)の構築とWeb上での公開

熱帯アジアでは 1900年代前半にオランダによるインドネシア、イギリスによるマレー半島を中心とした調査が行われ、オランダ国立生物多様性センター（ライデン）や大英自然史博物館（ロンドン）には膨大なハナバチ類の標本が蓄積されている。今後の熱帯アジアの森林の保護・保全の研究への利用を目的として、上記の博物館の協力を得て標本画像を撮影し、種情報を付加して熱帯アジア産ハナバチ類の画像データベース(TAB）を構築公開した（図(8)-2）。各レコードには、科名、属名、種名、分布、模式産地、模式標本の所蔵機関、原記載の出典、同物異名、文献、画
像等12項目を収録している。2016年2月末現在、クマバチ類の他に、ムカシハナバチ科、ハキリバチ科、ミツバチ科の512種を公開した。

図(8)-2 左 公開した熱帯アジア産ハナバチ類の画像データベース(TAB)のトップページ URL: http://konchudb.agr.agr.kyushu-u.ac.jp/xtab/index-j.html

右 データの実例 ハキリバチ科 Megachile dimidiata Smith

（２）クマバチ類標本データベース(BeeAXylo)の構築とWebでの公開とホットスポットの推定

熱帯アジアのハナバチ類の分類学的研究は一部の分類群を除いて進んでおらず、ホットスポット地図作製の材料としは、欧米の博物館に十分な同定済み標本のあるクマバチ類のみを調査対象とした。クマバチ類は大形で、アジアから約170種が知られている。特に熱帯アジアではハリナシバチとともに森林の送粉者として重要な役割を果たしている。オランダ国立生物多様性センターおよび大英自然史博物館所蔵標本をもとに、標本ラベルからデータを収集した後、採集地の緯度経度変換を行い、アジア産クマバチ類標本データベース(BeeAXylo)をWeb上に構築公開した（図(8)-3）。データベース公開にあたっては、上記博物館との協議を行い、許可を得るとともに今後の連携協力を強化することとした。標本データ数は2015年12月10日現在6,332件ある。これらのデータはいずれもGBIF（地球規模生物多様性情報機構）の標準書式Darwin Coreに従って作成され、学名、採集年月日、採集地、採集者等23項目を収録している。本データベース構築に関しては国際昆虫学会議で発表し、論文を発表した $ ^{3} $ 。

図(8)-3 公開した熱帯アジア産クマバチ類の標本データベース(BeeAXylo)のトップページURL: http://konchudb.agr.agr.kyushu-u.ac.jp/beeaxylo/index-j.html
構築したアジア産クマバチ類データベース(BeeAXylo)に、別途GBIFが公開しているアジア産クマバチ類の標本データ（3,228件）、およびニューヨーク国立自然史博物館の所蔵するアジア産クマバチ類の標本データベースから借用したデータ（260件）を含めて、ホットスポット地図分析用のデータを準備した。これを基に5地点以上の広域データのある45種の分布図及びホットスポット地図を作製した（図(8)-4）。この地図からはパキスタンにホットスポットがある可能性の高いことが示された。しかし、5地点という条件のため、分布域の限定された希少種はほとんどこの解析から除かれたため、これとは別に各種データベースから得られたアジア産ハナバチ類の国・地域・島ごとの種数、固有種数を検討した結果、インド南部・西北部とフィリピン（ルソン、ミングナオ）でハナバチ類の多様性と固有性の値が高いことがわかった（図(8)-4 右図赤点）。ハナバチ類は乾燥地に適応した分類群であるため、高湿度のアジア熱帯では多様性はあまり高くないと考えられた。

図(8)-4 左 クマバチの分布図の例 Xylocopa amethystina

右 5地点以上の採集データから得られたクマバチ類のホットスポット地図

地図上の赤点は、ハナバチ類の各種データベースから得られたデータに基づき多様性と固有性の高い地点（インド南部・西北部とフィリピン（ルソン、ミンダナオ））を多田内が追加。

## (3) アジア産ハナバチ類DNA バーコードデータベース(ABeeBOL)の構築公開とDNAバーコードによる同胞種の研究

アジア産ハナバチ類の遺伝的多様性を解析するために、国内外で標本採集を行った。国内では、北海道、長野県、福岡県、対馬、小笠原諸島、奄美大島で行い、国外では中国（河南省と雲南省）、韓国、タイ、ネパールで実施した。それらの調査で得られた標本に基づいてDNAバーコード解析を進め、アジア産ハナバチ類DNAバーコードデータベース(ABeeBOL)の構築を行い、公開を開始した（図(8)-5）。今後、日本だけでなく、アジア各地での材料収集、DNA解析を進め、本データベースを充実させていくとともに、分子レベルでのアジア産ハナバチ類の多様性解明を進めていく。
図(8)-5 左 アジア産ハナバチ類DNAバーコードデータベース(ABeeBOL)のトップページ

URL: http://konchudb.agr.agr.kyushu-u.ac.jp/abeebol/index-j.html 右 検索結果の実例

さらに、DNA barcodeデータは国際的DNA barcode データベースであるBOLDシステムにも2015年度末までに252件を登録した。遺伝的多様性の解析の一例として、長崎県対馬南部の浅藻地区のみに生息するハチ目ヒメハナバチ科ミナミキバナヒメハナバチAndrena okinawanalについて研究を行った。これまで対馬北部および日本本土に広く分布するキバナヒメハナバチAndrena knuthiとの中間型がまれに採集されることから別種ではなく、キバナヒメハナバチの亜種とする説があった。日本の対馬南部（その他に、南西諸島、朝鮮半島、中国にも分布）に生息するミナミキバナヒメハナバチについて、奄美大島、対馬、韓国、中国産の材料を収集し、形態およびDNA解析を行い、対馬南部浅藻地区の一部個体群が対馬他地域産のキバナヒメハナバチとは明らかに異なり別種であることを明らかにし、また現地調査により、対馬でのミナミキバナヒメハナバチとキバナヒメハナバチ2種の正確な分布地域を特定し、学会発表を行った（図(8)-6）。

図(8)-6 左 ジシバリに訪花するミナミキバナヒメハナバチのメス（長崎県対馬南部浅藻地区） 右 ミナミキバナヒメハナバチの生息する長崎県対馬南部浅藻地区
## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

## 1 ）アジア産クマバチ類標本データベースの構築とホットスポットの推定

オランダ生物多様性センター（ライデン）およびロンドン自然史博物館所蔵のアジア産クマバチ類の標本データベースを構築しWeb上での公開が完了した。アジア熱帯植物の送粉に大きな役割をはたすクマバチ類の分布、希少性等が明らかになり、ホットスポット推定および今後の保全の有用な資料となった。

## 2 ）日本産ハナバチ類図鑑の出版およびアジア産ハナバチ類画像データベースの構築

「日本産ハナバチ図鑑」を出版したことにより、これまで生態学研究者には同定が困難であった多数の野生ハナバチ類が研究材料に加えられることになり、生態学研究等への応用上の価値が増した。熱帯アジア産ハナバチ類についても、オランダ生物多様性センターと英国大英自然史博物館所蔵のアジア産ハナバチ類の画像を撮影し種情報を付加した、「熱帯アジア産ハナバチ類画像データベース（TAB）」を構築公開した。アジアの送粉ハナバチについて、はじめて種情報基盤を整え、今後の多様性研究、生態学的研究および森林保全に貢献することが期待される。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

本事業の成果を反映させて、環境省レッドデータブックおよび福岡県レッドデータブックのハチ目の執筆を行い、日本および福岡県の絶滅のおそれのあるハチ類について解説した。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

特に記載すべき事項はない。

## 6 ．国際共同研究等の状況

本研究開発事業ではオランダ、イギリスの博物館が所蔵するアジア産ハナバチ類の標本および画像のデータベース構築を、その連携協力のもとに進め、完成させることができた。

1) アジア産ハナバチ類の標本および画像のデータベース構築、Dr. C. van Achterberg、Collection Manager Frederique Bakker、オランダ国立生物多様性センター（ライデン）、オランダ、標本調査と撮影許可およびデータベース構築公開承認、熱帯アジアでの昆虫研究の連携協力、共同研究の推進の役割

2) アジア産ハナバチ類の標本および画像のデータベース構築、Collection Manager David Notton、大英自然史博物館（ロンドン）、イギリス、標本調査と撮影許可およびデータベース構築公開承認、熱帯アジアでの昆虫研究の連携協力、共同研究の推進の役割

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

<論文（査読あり）> （主な論文のみ）
1) H-L. XU and O. TADAUCHI: Esakia, 52, 77-90 (2012), A revision of the subgenus Euandrena of the genus Andrena of eastern Asia (Hymenoptera: Apoidea: Andrenidae).

2) R. MURAO: Esakia, 52, 91-94 (2012), Lasioglossum (Evylaeus) tadauchii sp. nov. (Hymenoptera, Halictidae) from Amami–Ôshima, southwestern Japan.

3) O. TADAUCHI, R. MURAO, N. TAKAHASHI, H. INOUE and F. KAMITOMO: Esakia, 53:17-19 (2013), Construction of Asian Xylocopa specimen database BeeAXylo.

4) R. MURAO, O. TADAUCHI and H. XU: Zookeys, 305, 21-32, DOI: 10.3897 (2013), Seladonia (Pachyceble) henanensis sp. n. (Hymenoptera, Halictidae) from China.

5) Y. TOKUMOTO, T. ITIOKA, T. OHKUBO, O. TADAUCHI and M. NAKAGAWA: Entomological Science, 16(3), 341-351 (2013), Assemblage of flower visitors to Dillenia suffruticosa and possible negative effects of disturbances in Sarawak, Malaysia.

6) 多田内 修、大石久志、鈴木まほろ：日本生態学会誌、64:27-35, 2014(2014)，日本産ハナバチと訪花性双翅目に関するインベントリーの現状と課題.

7) R. MURAO, O. TADAUCHI and H-S. LEE: European Journal of Taxonomy, 137: 1–50 (2015), Synopsis of Lasioglossum (Dialictus) Robertson, 1902 (Hymenoptera, Apoidea, Halictidae) in Japan,

8) R. MURAO: Japanese Journal of Systematic Entomology, 21 (1): 1-3 (2015), Notes on the distribution of the genus Lasioglossum (Hymenoptera, Halictidae) in eastern Asia.

## （２）口頭発表（学会等）（主な発表のみ）

1）安藤裕介、多田内修：平成23年度日本昆虫学会九州支部大会（2011）

「キバナヒメハナバチ種群の対馬、韓国、奄美大島産個体群のDNA barcodeと形態学的研究」

2) 多田内修：第59回日本生態学会大会（2012）

「日本産ハナバチ類の種多様性と図鑑出版計画」

3) O. TADAUCHI: 24th International Congress of Entomology, Daegu, Korea (2012) "Asian species information databases KONCHU and AIIC based on Asian insects"

4) 多田内修：第73回日本昆虫学会大会シンポジウム「RDB昆虫の現状と課題：新たに選定された環境省第4次レッドリスト昆虫種」(2013)

「第4次レッドリストからみた日本産ハチ目の現状」

5) 村尾竜起：第75回日本昆虫学会大会 (2015)

「アジアにおけるコハナバチ属ハナバチ類 (ハチ目：コハナバチ科)の自然誌」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) 多田内修：日本学術会議公開シンポジウム「昆虫分類学の新たな挑戦」（主催：日本学術会議・日本昆虫科学連合、2013年7月20日、九州大学工学部本館第会議室、参加者250名）にて「日本の基盤資源としての昆虫標本の収集・収蔵とデータベース構築の現状」を講演
2) 多田内修：日本学術会議公開シンポジウム「植物保護における分類情報の重要性」（主催：日本学術会議・日本植物保護科学連合、2014年12月6日、東京大学農学部1号館、参加者100名）にて「昆虫分類・多様性研究と情報整備の現状およびその必要性について」を講演

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない

## (6) その他

## (单行書)

1) 多田内修・村尾竜起（編）：（2014）日本産ハナバチ図鑑、文一総合出版、479 pp.

2) 多田内修（分担執筆）：（2014）福岡県の稀少野生生物、ハチ目、福岡県、276 pp.

3) 多田内修（分担執筆）：（2015）環境省レッドデータブック2014-日本の絶滅の恐れのある野生生物-、ハチ目、ぎょうせい

### 8 \. 引用文献

1) 多田内修：（2015）アジア乾燥地帯の砂漠化防止・緑化支援としての送粉ハナバチ類、東アジアの砂漠化進行地域における持続可能な環境保全、九州大学東アジア環境研究機構RIEAE叢書VI、花書院,福岡,203 pp.
# （9）遺伝子データと個体の空間分布データを統合した多様性変動の解析

東北大学大学院農学研究科	陶山佳久
<研究協力者>
東北大学大学院農学研究科	松木悠・伏見愛雄
国立極地研究所（新領域融合研究センター）	中澤文男
Changwon National University（韓国）	Hyeok Jae Choi
Uppsala University（スウェーデン）	Laura Parducci
山形大学理学部	富松裕
国立研究開発法人森林総合研究所	須貝杏子

平成23～27年度累計予算額：5,112千円（うち平成27年度：934千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

従来の生物多様性観測・評価では、種レベルの多様性が重視される傾向にあり、遺伝子多様性についてはその観測体制が遅れている。そこで本研究では、特に遺伝子データと個体の空間分布データを統合した多様性変動解析の必要性に着目して、以下の研究開発を行った。第一に、アジア産絶滅危惧植物を対象として、遺伝子データと個体の空間分布データを統合した現状評価の実例となるデータを取得して解析した。これによって、絶滅危惧植物の多様性保全策に生かすことのできる提案例を示した。第二に、遺伝子多様性維持のための政策上、有効だと考えられる情報提供として、日本産主要樹木の遺伝子データと空間分布データを統合した情報をとりまとめて書籍として出版した。この情報を用いて種苗移動制限ガイドラインの策定を行うことで、遺伝子多様性の維持・保全に貢献できると考えられる。第三に、遺伝子多様性アセスメント手法として広く利用できる新たなDNA分析方法を発案し、これを「MIG-seq法」として完成させて原著論文として発表した。この手法は、簡便かつ低コストで広い範囲の生物種・サンプルに対して迅速な遺伝的多様性評価が可能なため、国際的な標準的遺伝子多様性評価手法として幅広い利用が期待できる。この手法を用いて、空間分布データを取得したサンプルについて遺伝子データを取得して両者を統合することで、その生物の地域集団に関して遺伝的地域性を明らかにすることができる。さらに集団動態履歴の解析を行えば、集団サイズの変動や集団分化パターンなど、多様性変動についても解析することができ、その広い応用が期待できる。第四に、過去から現在にわたる多様性変動解析方法の開発を行った。これまで、植物を対象とした過去からの遺伝子多様性変動の解析はほとんど行われていなかったのに対し、本研究では連続堆積物等に含まれる古代試料のDNAを分析することに着目し、それらの遺伝的解析によって遺伝子多様性変動に関するデータ取得が可能であることを提案し、遺伝子多様性変動予測にも応用可能であることを示した。

## [キーワード]

遺伝子多様性保全、絶滅危惧植物、遺伝的地域性、次世代DNAシーケンシング、古代DNA分析
### 1. はじめに

生物多様性は、遺伝子・種・生態系の多様性で構成されている。これらのうち、種内の多様性に相当する遺伝子レベルの多様性については、多様性の最も基盤的要素であるにも関わらず、その観測・評価・予測の国際的体制が脆弱である。例えば、絶滅危惧生物の保全対策として、遺伝子多様性を考慮した対策が講じることが技術的に可能になったのはごく近年のことであり、わが国ではこのような体制は十分に整っていない。したがって、わが国を含めた身近なアジア地域における絶滅危惧生物の保全対策策定には、空間分布データとともに遺伝子データが有効であることを、その実例によって示すことで一般市民および関連行政分野に理解を広める必要がある。

一方、これまでに広域分布種などを対象とした分子系統地理学的な研究は盛んに行われており、このような空間的遺伝構造・遺伝的地域性に関する知見は、例えば植林などの人為活動のために生物を移動させる場合、その移動によって遺伝的な攪乱を生じないようにする（つまり遺伝的地域性を保全する）ガイドラインの策定に利用可能である。しかしながら、これまでこのようなデータは、専門性の高い科学論文として発表されるのみで、一般市民や政策決定者などの目に触れる機会はごく限定されていた。そこで、このような遺伝的地域性に関する情報を、生物多様性保全対策の策定者が利用できるようにする工夫が必要だと考えられる。

また、以上のような遺伝子多様性に関するデータを取得するためには、これまで一般的には対象生物それぞれについて、その分析のために必要となる分子マーカー（マイクロサテライトDNAマーカー等）を開発する必要があった。この開発に要する手間・時間・費用が、現実的には例えば個々の絶滅危惧生物を対象とした研究を進める場合、大きな障害となっていたのが現実である。他方、近年発達の著しい次世代DNAシーケンシング（next-generation sequencing; NGS）技術を用いれば、これまでとは桁違いの量のDNAデータが得られることがわかっており、先進的な研究例ではNGSを集団遺伝学や分子系統地理学に利用する例も見られるようになった。しかし、NGSを使った既存の技術では、一般的に比較的高品質で多量のDNA試料を必要とするため、このことが野外採取サンプルを主な対象とする保全遺伝学に適用する際の大きな障害となっていた。そこで、遺伝子多様性の迅速な観測・評価・予測研究のために、新たな分析技術の開発が望まれている。

一方、多様性変動の評価や予測をする場合には、過去からの多様性変動に関する情報は重要な意味をもつが、過去の遺伝子多様性の変遷についてこれまで直接的にデータを取得する方法はほとんど考慮されてこなかった。特に植物を対象とする場合、過去に生存した生物試料として、古代DNAが抽出できるほど保存状態のよい大型植物遺体が発見されることは稀であり、過去からの多様性の変動を解析できるような連続的な試料が得られることはほとんどないと言ってよい。そこで、大型植物遺体に頼らない、別の手法による遺伝的多様性変動の分析法が希求されている。

## 2 ．研究開発目的

本研究では以下の4点を目的として研究開発を行った。第一に、絶滅危惧植物の多様性保全策に生かすことのできる提案例を示すことを目的として、アジア産絶滅危惧植物等を対象として遺伝子データと個体の空間分布データを取得した。第二に、日本産主要樹木の遺伝的地域性の維持・保全を目的として、種苗移動制限ガイドラインの策定等に貢献できるようにそれらの分子系統地理学的研究データをとりまとめ、情報提供を行うこととした。第三に、遺伝子多様性アセスメント手法として広く利用できる新たなDNA分析方法を提供することを目的として、その技術開発を
行った。第四に、過去から現在にわたる遺伝子多様性変動を解析してその将来予測に応用することを目的として、そのアプローチ法に関する提案と技術開発を行うこととした。

### 3. 研究開発方法

## （１）絶滅危惧植物の全個体空間分布データの取得および遺伝子データ解析

サブテーマ10と共同して、アジアに分布する絶滅危惧種について遺伝子データと個体の空間分布データを統合した現状評価の実例とするため、現存する全個体数とその空間分布を把握するための現地探索調査を行った。このうち、本サブテーマ担当者は韓国における絶滅危惧種の現地探索調査を主に担当し、以下の6種について現存するほぼ全個体の分布実態を記録した。すなわち、ミヤマトベラ（Euchresta japonica）、コガクウツギ（Hydrangea luteovenosa）、ルリトラノオのなかま（Veronica pusanensis）、タチスミレ（Viola raddeana）、ルリミノキ（Lasianthus japonicus）、シラカシ（Quercus myrsinifolia）の6種である。これらのうち、ミヤマトベラ、コガクウツギ、ルリミノキ、シラカシについては遺伝子データを取得して統合解析した。そのほか、国内希少植物としてニッパヤシ（Nypa fruticans）およびレブンアツモリソウ（Cypripedium macranthos var. rebunense）、さらにはインドネシア等のアジア地域における絶滅危惧植物（サブテーマ10を参照）の遺伝子データ分析を分担し、それらの保全遺伝学的解析を行った。

## （２）遺伝子多様性維持政策上の情報提供

遺伝子多様性維持対策の1つとして日本産主要樹木の遺伝的地域性の保全に注目し、そのために必要な遺伝的集団構造データをとりまとめた。具体的には、これまで科学論文として発表された日本産樹木43種の分子系統地理学・集団遺伝学的な遺伝的地域性データを集約し、新たに統一的な解析を加えるなどした上で、すべての種の遺伝的地域性を統一的なデザインの地図上において一目で理解できるようにした。これらの情報を用いて、日本産主要樹木について種苗移動制限ガイドラインの提言を行うことで、遺伝子多様性維持政策上の情報提供として貢献できると考えられる。また、ヨシの繁茂する湿原を摸した小規模な人工実験湿地を用いて、ヨシの遺伝的多様性が水質浄化と一次生産量に及ぼす影響を調べる操作実験を行った。これは、生態系機能の発揮における遺伝子多様性の重要性を示す例として位置づけることができ、遺伝子多様性維持政策を進める必要性を説明するための情報源として提供できる。

## （３）遺伝子多様性評価のための分析手法開発

遺伝子多様性アセスメント手法として広く利用できる新たな手法を開発することを目的として、次世代DNAシーケンサーを用いた遺伝子多様性分析方法を開発した。具体的には、一般的なゲノム内に数多く存在する単純反復配列に挟まれた数千以上の領域を、マルチプレックスPCRによって同時に増幅し、それらをライブラリーとして次世代DNAシーケンサーで同時に読み取って一塩基多型（single nucleotide polymorphism, SNP）を検出し、さらにそれらを遺伝マーカーとして集団遺伝学的解析等の遺伝子多様性評価を行うための、一連の手法を開発した。

## （４）過去からの生物多様性変動を対象とした解析手法の開発

サブテーマ11と共同して、遺伝的多様性変動に関わる解析手法の検討を行い、遺伝子多様性変
動観測法の新たな提案と、遺伝子データと個体の空間分布データを統合した新たな解析法を開発・提案した。特に、Palaeo-ecogenomics（古エコジェノミクス）として、古代花粉DNA試料や氷河・湖底堆積物のメタジェノミクス解析による、過去から現在までの比較的長い期間の遺伝的多様性変動の解析法が可能であることを提案した。さらに、そのための具体的なデータ取得事例として、湖底堆積物中の花粉および山岳氷河のアイスコア中の花粉のDNA分析法に関する基礎技術開発を行った。また、「地理情報システム技術を用いた歴史生物地理学的解析」として、遺伝子データと個体の空間分布データを統合した解析法を提案した。

## 4 ．結果及び考察

## （１）絶滅危惧植物の全個体空間分布データの取得および遺伝子データ解析

アジアに分布する絶滅危惧種についてその分布実態を把握するための現地探索調査を行い、特に韓国における絶滅危惧種6種について、現存するほぼ全体の分布実態を記録した。その成果の一例として、韓国・釜山市近郊（Daebyeon-ri, Gijang-eup）にあるルリトラノオのなかま（Veronica pusanensis）の世界で唯一の個体群について、初めて現存する全ての株を探索してその分布全体像を記録した。その結果、現存する全株数はわずか400株ほどであることがわかり、およそ20m 18mの極めて限られた範囲内のみに分布している個体群の全体像が明らかになった(図(9)-1)。また、その他の種に関する遺伝子データと個体の空間分布データを統合した研究の成果は、論文として発表した¹。例えばニッパヤシの例²では、我が国では西表島の2ヶ所のみに存在する成熟個体の集団が、それぞれ遺伝的にはわずか1個体で構成されていることがわかった。つまり、現在西表島に分布している集団が、ごく稀にこの島にたどり着いた種子をもとにクローン成長によって成立した群落であることを示唆していた。したがって、このような生物学的背景を考慮した保全対策として、人為的移植や人工交配などは推奨できず、現地保全を基本としたモニタリング等による保全関連活動が適切であると考えられた。このようなデータにより、そのほかの隔離植物集団や絶滅危惧種集団を対象としたケースにおいても、生物多様性を保全するために必要な、より適切な対策を講じることができることを示した。

図(9)-1 Veronica pusanensis の花序（左）と、その全体の分布位置（単位はセンチ）（右）

## （２）遺伝子多様性維持政策上の情報提供

日本産主要樹木の遺伝的多様性維持のための情報提供を目的として、『地図でわかる樹木の種