植物は陸上で進化する過程で、昆虫などの節足動物と関わり、互いの進化に影響を及ぼしながら多様化してきました。植物と動物の相互作用を知ることは、陸上生態系の仕組みを理解し、それを保全していく上でとても重要です。当研究室では、「植物と節足動物はいかに関わり合いつつ進化し多様化してきたか」という問いを中心に、多角的な研究を進めています。とくにコケ類を中心に原始的な植物と他生物との相互作用について、自然史の解明から進化史の推定にいたるまで、現生生物学と古生物学の双方の視点を活かしつつ取り組んでいます。
コケと節足動物の相互作用
Bryophyte–arthropod interactions
natural history and evolutionary history
コケ類（セン類、タイ類、ツノゴケ類）は現生の陸上植物のなかで最も古い起源をもつと考えられています。 コケ類が上陸したのとほぼ同時代、すでに昆虫の祖先を含む節足動物も陸上にいたと推定されています。しかし、植物がいつ頃から動物と関わりはじめ、その関係がいかに変化してきたかについては、ほとんど分かっていません。現生のコケ類と動物との関係についての先行研究はとても少なく、コケ類は動物とほとんど関わっていないと考えられてきました。
私はこれまでの研究でコケ類と深く関わる昆虫の多様性や生態を解明してきました。
コバネガ科（他のすべての現生鱗翅類の姉妹群であり、もっとも起源が古いとされるガの仲間）が日本列島においてジャゴケ類という特定のタイ類上で放散したことを示しました（Imada, Kawakita, Kato 2011）。また、シギアブ類（ジュラ紀〜白亜紀にかけて卓越したアブの仲間）が特定のコケと関わりつつ進化してきたことなどを明らかにしてきました（Imada 2017）。
そのほか、昆虫が誘導した世界初のコケの虫こぶ（Ohgue et al. 2018）、水生セン類の葉を加工して営巣する特異なユスリカ（Imada 2020）など、コケを必要とする多様な生物の存在が明らかになってきました。
さらに最近はコケに巧妙に擬態するシリブトガガンボ類（Imada 2020）、胞子体を食べる昆虫、コケを採餌パッチとして利用する鳥類を対象に、コケを起点とする生物間相互作用のネットワークについて多角的な研究に取り組んでいます。
詳しい研究成果はこちらの解説をご覧ください。
主な研究成果
- Yume Imada, Atsushi Kawakita & Makoto Kato. 2011. Allopatric distribution and diversification without niche shift in a bryophyte-feeding basal moth lineage (Lepidoptera: Micropterigidae). Proceedings of the Royal Society B 278:3026–3033. (doi: 10.1098/rspb.2011.0134) Nature News
- Yume Imada & Makoto Kato. 2016. Bryophyte-feeding of Litoleptis (Diptera: Rhagionidae) with descriptions of new species from Japan. Zootaxa 4097(1):41–58. (doi: 10.11646/zootaxa.4097.1.2)
- Shinichi Tatsumi, Takayuki Ohgue, Wakana Azuma, Veera Tuovinen, Yume Imada, Akira S Mori, Göran Thor, Åsa Ranlund. 2017. Tree hollows can affect epiphyte species composition. Ecological Research 32(4):503–509. (doi: 10.1007/s11284-017-1468-x).
- Takayuki Ohgue, Yume Imada, Akira Armando Wong Sato, Juana Rosa Llacsahuanga Salazar, Makoto Kato. 2018. The first insect-induced galls on bryophytes. Bryophyte Diversity and Evolution 40(1): 1–5. (doi: 10.11646/bde.40.1.1)
- Yume Imada, Makoto Kato. 2018. Descriptions of new species of Issikiomartyria (Lepidoptera: Micropterigidae) and a new genus Melinopteryx gen. nov. with two new species from Japan. Zoosystematics and Evolution 94 (2):211–235. (doi: 10.3897/zse.94.13748)
- Yume Imada. 2020. A novel leaf-rolling chironomid, Eukiefferiella endobryonia sp. nov. (Diptera: Chironomidae: Orthocladiinae), highlights the diversity of underwater chironomid tube structures. ZooKeys 906: 73–111. (doi: 10.3897/zookeys.906.47834)
- Yume Imada. 2021. Moss mimesis par excellence: integrating previous and new data on the life history and larval ecomorphology of long-bodied crane flies (Diptera: Cylindrotomidae: Cylindrotominae). Zoololgical Journal of the Linnean Society, 193(4): 1156–1204. (doi: 10.1093/zoolinnean/zlaa177)
昆虫の生理機構や擬態をめぐる生態形態学的研究
Insect ecomorphology
Adaptations accompanying with ecological niche shifts
「昆虫が食性や生息環境を転換するとき、いかなる形態的変化がともなうか」という問いに対し、さまざまな研究に取り組んでいます。とくに摂餌や呼吸、擬態にかかわる形質の機能と進化に関心をもっています。シギアブ科 Rhagionidae（Imada & Kato 2016）、シリブトガガンボ科 Cylindrotomidae（Imada 2020）、カゲロウ目 Ephemeropteraを研究対象として扱ってきました。シギアブ科とシリブトガガンボ科の研究成果についてはこちらをご覧ください。
主な研究成果
- Yume Imada & Makoto Kato. 2016. Bryophyte-feeders in a basal brachyceran lineage (Diptera: Rhagionidae: Spaniinae): adult oviposition behavior and changes in the larval mouthpart morphology accompanied with the diet shift. PLoS ONE 11(11): e0165808. (doi: 10.1371/journal.pone.0165808)
- Yume Imada. 2021. Moss mimesis par excellence: integrating previous and new data on the life history and larval ecomorphology of long-bodied crane flies (Diptera: Cylindrotomidae: Cylindrotominae). Zoololgical Journal of the Linnean Society, 193(4): 1156–1204. (doi: 10.1093/zoolinnean/zlaa177)
植物化石を用いた過去の生物間相互作用の推定
Biological interactions in the fossil records
多くの植物化石には節足動物や菌類などとの相互作用の痕跡がみられます。これらを現生の生物間相互作用と照らしあわせることで、過去の生物間相互作用を推定しています。アメリカ（ハンボルト州立大学、スミソニアン研究所国立自然史博物館）および日本（美祢層群，久万層群など）にて、中期デボン紀、後期三畳紀、前期白亜紀、中新世の植物化石を中心に取り組んでいます。詳しい研究成果はこちらで解説しています。
主な研究成果
- Yume Imada, Nozomu Oyama, Kenji Shinoda, Humio Takahashi, Hirokazu Yukawa. 2022. Oldest leaf mine trace fossil from East Asia provides insight into ancient nutritional flow in a plant–herbivore interaction. Scientific Reports, 12: 5254. (doi: 10.1038/s41598-022-09262-1)
（最終更新日 2022年6月6日）
Yume Imada 