2019 Fiscal Year Annual Research Report
Mathematical modeling of sex change in coral fishes: integration of the sex controlling gene expression and the evolutionary responses to social status
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16K18624
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
山口 幸 奈良女子大学, 大和・紀伊半島学研究所, 協力研究員 (20709191)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 性システム / 性転換 / 雌雄同体 / 自家受精 / 分業 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、魚類の性転換など「性」に関する表現型適応の進化機構を、遺伝子発現・生理的機構に着目してモデル化する。昨年度から「適応性」に焦点をあて、[1]自家受精する雌雄同体と雄との共存条件、[2] 社会性昆虫アリにおける仕事分業について、数理解析を進めた。今年度は成果をとりまとめ、[2]については今年２月に国際誌に掲載され、[1]は審査中である。
[1]自家受精する雌雄同体と雄との共存条件
雌雄同体と雄の共存であるandrodioecyは脊椎動物では稀で、マングローブ・キリフィッシュに唯一報告がある。雌雄同体は、自殖および雄との他殖によって繁殖する。他殖の有利さと、雄を生産することの有利さは、互いに影響する。モデルは、雄が全くいない集団か、雄の比率が20％以上の集団か、のいずれかが進化することを示した。これは、雄の比率は５％以下というキリフィッシュの野外研究の報告と矛盾する。様々な解析の結果、(1)野外での雄比率のデータは、純粋自殖の集団と雄率が高い集団とを混ぜてサンプルしたため、(2)雄率が高い集団から純粋自殖の集団に移入が起きたため、(3)雄が雌雄同体個体に強制交配を行うため、などが示唆された。
[2] 社会性昆虫アリにおける仕事分業
アリのいくつかの種のワーカーには、個体ごとに巣内の仕事と巣外の採餌とにそれぞれ特化し、採餌個体の体サイズが大きい場合がある。他の多くの種では、全員が両方の仕事をし、若齢個体は巣内の仕事を、老齢個体は巣外の採餌を行う。これらのいずれが巣全体としての効率を高めるかを数理的に計算した。採餌活動にともなう死亡率が巣内の仕事よりずっと高く、最適な体サイズの違いが小さいときには、採餌を老齢個体が行う配分が有利である。逆に、死亡率の違いが小さく、２つの仕事を行う上の効率的なサイズの違いが大きい時には、個体ごとの特殊化が有利なことがわかった。
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