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海洋動物における同時的雌雄同体と性転換をつなぐ数理モデル

Research Project

Project/Area Number 10J00931
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

山口 幸  九州大学, 大学院・理学研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsフジツボ類 / 矮雄 / 同時的雌雄同体 / 動的最適化 / ゲーム理論 / 性配分 / 生活史戦略 / 蔓脚類 / 性転換 / 精子消化 / 系統種間比較
Research Abstract

海洋生物には、卵と精子を同時につくる同時的雌雄同体や、卵だけをつくる雌、それらに比べて体がとても小さな雄(矮雄)といった様々な性がみられる。矮雄がみられる海洋生物において、その多様な性表現をもたらす生活史戦略の違いを説明するための動的最適化を含むゲームモデルを作成した。
幼生が基盤に定着すると小型個体になるが、すぐに矮雄として繁殖することと、未成熟で成長を目指すことの選択ができる。後者は後に、大型個体に成長するが、大型個体は、雄としての繁殖機能(精子をつくって他個体を受精する)と雌としての繁殖機能(自ら卵をつくる)に資源を投資する。新規加入幼生が小型未成熟個体になる割合と大型個体の性配分が適応的に進化すると考えた。定着基盤もカニの甲羅のように不安定な場合もある。
まず、定常的な集団を考えた。幼生の新規加入と定着個体の死亡とでバランスした集団の構成比になり、個体の戦略も時間とともに一定であるとする。進化的に安定な個体群は、環境に餌が多く成長が速いときには、新規加入した幼生は矮雄にはならず全員が大型個体になり大型個体は同時的雌雄同体になる。これに対して、環境に餌が少なく成長が遅いときには、一部の個体が矮雄になり他が成長するが、後者が成長して大型個体になると雄機能を示さず雌になる。つまり集団は雌と矮雄の共存状態になる。どのようなパラメータでも、矮雄は同時的雌雄同体と共存することがない。
しかし、実際には同時的雌雄同体と矮雄の共存が見られる。そこで、定着基盤がカニの甲羅といった不安定な場所の場合を考えてみた。戦略が生息地の齢に依存するので進化的に安定な解を動的計画法で計算する。進化的に安定な個体群の構成は、生息地の齢に応じて、同時的雌雄同体のみ、同時的雌雄同体と矮雄の共存、雌と矮雄の共存と変化することがわかった。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Small and poor females change sex : a theoretical and empirical study on protogynous sex change in a triggerfish under varying resource abundance2013

    • Author(s)
      S.Yamaguchi, et al
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 317 Pages: 186-191

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2012.10.020

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sexual systems and dwarf males in barnacles : integrating life history and sex allocation theories2013

    • Author(s)
      S. Yamaguchi, et al
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology

      Volume: 320 Pages: 41-283

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2012.12.001

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dwarf males, large hermaphrodites and females in marine species : A dynamic optimization model of sex allocation and growth2013

    • Author(s)
      S. Yamaguchi, et al
    • Journal Title

      Theoretical Population Biology

      Volume: 85 Pages: 49-57

    • DOI

      10.1016/j.tpb.2013.02.001

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diverse, continuous, and plastic sexual systems in barnacles2013

    • Author(s)
      Y. Yusa, et al
    • Journal Title

      Integrative and Comparative Biology

      Volume: (in press)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sexual systems and life history of barnacles : A theoretical perspective2012

    • Author(s)
      S.Yamaguchi, Eric L.Charnov, K.Sawada, Y.Yusa
    • Journal Title

      Integrative and Comparative Biology

      Volume: (In press) Issue: 3 Pages: 356-365

    • DOI

      10.1093/icb/ics046

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Online Learning of Perceptron from Noisy Data : A Case in which Both Student and Teacher Suffer from External Noise2010

    • Author(s)
      Uezu, et al
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 79

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sperm as a paternal investment : a model of sex allocation in sperm-digesting hermaphrodites2010

    • Author(s)
      Yamaguchi, et al
    • Journal Title

      Sperm as a paternal investment : a model of sex allocation in sperm-digesting hermaphrodites

      Volume: in press

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 矮雄をもつ海洋生物における雌雄性の進化ゲーム2013

    • Author(s)
      山口幸,巌佐庸
    • Organizer
      ゲーム理論ワークショップ2013
    • Place of Presentation
      一橋大学(東京)
    • Year and Date
      2013-03-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 水族館の飼育生物を利用したフジツボ類の研究2013

    • Author(s)
      山口幸,金子篤史,東地拓生,澤田紘太,遊佐陽一,安田恵子,大和茂之
    • Organizer
      第53回日本動物園水族館教育研究会
    • Place of Presentation
      日本モンキーセンター(愛知)
    • Year and Date
      2013-01-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Diverse and plastic sexual systems in barnacles2013

    • Author(s)
      Yoichi Yusa, Kota Sawada, Sachi Yamaguchi
    • Organizer
      Society for Integrative and Comparative Biology Annual Meeting 2013
    • Place of Presentation
      San Francisco USA(招待講演)
    • Year and Date
      2013-01-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 矮雄をもつ海洋生物における雌雄性の進化ゲーム2012

    • Author(s)
      山口幸,澤田紘太,遊佐陽一,巌佐庸
    • Organizer
      第31回日本動物行動学会
    • Place of Presentation
      奈良女子大学(奈良)
    • Year and Date
      2012-11-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 雌雄性の進化ゲーム : 性配分,生活史,個体群動態2012

    • Author(s)
      山口幸,遊佐陽一,澤田紘太,巌佐庸
    • Organizer
      第22回日本数理生物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山)
    • Year and Date
      2012-09-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Life history and sexuality patterns in barnacle : a theoretical perspective2012

    • Author(s)
      S.Yamaguchi, K.Sawada, Y.Yusa
    • Organizer
      2012 Society for Integrative and Comparative Biology Annual Meeting
    • Place of Presentation
      North Charleston Convention Center, US(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 深海ハコエビに付着するヒメエボシの生活史と宿主上での分布(ポスター発表)2010

    • Author(s)
      山口幸、金子篤史
    • Organizer
      第29回日本動物行動学会
    • Place of Presentation
      沖縄県男女共同参画センターてぃるる(沖縄県)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://bio-math10.biology.kyushu-u.ac.jp/member/researcher.html#yamaguchi

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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