| Project/Area Number |
22K15163
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 45020:Evolutionary biology-related
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| Research Institution | National Institute of Genetics (2023)
Tohoku University (2022) |
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Principal Investigator |
香川 幸太郎 国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 博士研究員 (80780395)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 進化可能性 / 進化シミュレーション / 雑種種分化 / 交雑帯 / 生殖隔離 / 性選択 / 確率過程 / 中立進化 / 雑種形成 / 突然変異率 / 進化理論 |
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| Outline of Research at the Start |
進化には遺伝的多様性が不可欠である。近年の研究から、集団に供給される遺伝的多様性の多寡が集団の表現型に依存して変化しうることが示されている。つまり、集団の進化ポテンシャルと表現型進化の間にはフィードバック・ループが成立しうる。本研究では「進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバック・ループが表現型進化に方向性を与え、自然選択の不在下でも非ランダムなマクロ進化を導く」という新理論を提唱し、進化シミュレーションでこの理論の妥当性を確かめる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
進化には遺伝的多様性の存在が不可欠である。一方で、集団に供給される遺伝的多様性の多寡は集団を構成する生物の表現型に依存して変化しうる。このことから、進化ポテンシャルと表現型進化の間にはフィードバック・ループが成立しうるが、それが表現型進化に与える影響はよく分かっていない。本研究では「進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバック・ループが表現型進化に非ランダムな方向性を与える」という新理論を提唱し、その妥当性の確認を目指す。この目的を達成するため、研究開始当初は二つの課題を設定していた：（１）自然選択が働かない状況を想定した進化シミュレーションを行い、進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバックが進化動態に方向を与える事を確認する,（２）進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバックが成立しうる具体的な状況を想定した進化シミュレーションを行い、この仕組み表現型進化に影響を与える生物学的な文脈を明らかにする。（１）については2022年度に概ね完了したが、この課題の発展として解析的な手法による研究を現在進めている。（２）については、交雑帯における交配形質の進化という生物学的な文脈を想定した進化シミュレーションで、進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバックが雑種種分化を促進しうることを確かめた。さらに、2023年度にはこの理論の前提条件である「種間交雑が交配形質の多様な新奇表現型を生み出す」という仮定の妥当性を実験的に確認する研究を開始した。この実験では、交雑が進化に影響したことが知られているスラウェシメダカ類を用いて、交雑によってメスの配偶者選好性とオスの婚姻色の多様な新奇表現型が生じるかどうかを確認する。メスの配偶者選好性の測定は、各メス個体に多様な婚姻色を持つオスを提示して反応をビデオ撮影することで行う。2023年度に実験系を確立し、予備実験を完了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度までに、適応度に個体間差が無い状況を想定したトイモデルで進化シミュレーションを実施し、「進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバック・ループが表現型進化に非ランダムな方向性を与える」という理論の妥当性を確認した。また、2022年度から2023年度にかけて、交雑帯における交配形質（例：繁殖時期,メスの配偶者選好性とオスの性的装飾）の進化において、進化ポテンシャルと表現型進化のフィードバックが進化動態に影響することを進化シミュレーションで確認した（Kagawa et al. 2023 Evolution; Kagawa in prep.）。したがって、当初計画していた理論研究の大部分が順調に進んでいる。しかし、成果の論文化については想定よりも遅れている。2023年度には交雑帯における進化の理論が前提とする仮定の中でまだ実証されていない部分を実験的に確かめる研究を開始した（2023年度中に実験系の確立と予備実験まで完了した）。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は理論研究で得られた成果の論文化と、新たに初めた実験的な研究に注力する予定である。また同時に、当初予定していた本研究で提示する理論を解説するオピニオン論文の執筆や、解析的な手法による理論の構築を進めたい。
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