2021 Fiscal Year Annual Research Report
Why can island adaptive radiations of birds occur? An approach using mathematical models and geometric morphometrics
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18K06397
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| Research Institution | Yamashina Institute for Ornithology |
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Principal Investigator |
山崎 剛史 公益財団法人山階鳥類研究所, 山階鳥類研究所, 研究員 (70390755)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 将喜 帝京科学大学, 生命環境学部, 准教授 (10447922)
荻原 直道 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70324605)
小林 豊 高知工科大学, 経済・マネジメント学群, 教授 (70517169)
土岐田 昌和 東邦大学, 理学部, 准教授 (80422921)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 適応放散 / 種分化 / 数理モデル / シミュレーション / 幾何学的形態測定学 / 鳥類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
火山活動やサンゴの造礁運動によって、大陸から遠く離れた場所にできた海洋島にもふつう生物は生息する。高い飛翔力を持つ鳥類や、長期の漂流に耐えられる爬虫類、一部の植物などが偶然たどり着くことがあるからである。このような「幸運な入植者」は、競争者や捕食者の少ない環境において、さまざまな新しいニッチへと侵出する機会を得る。このような祖先種は、生態的・形態的に非常に多様な子孫種を爆発的に生み出すことがある。この現象は適応放散とよばれ、ガラパゴス諸島のダーウィンフィンチ、ゾウガメ、イグアナ、ハワイ諸島のハワイミツスイ、銀剣草などで起きたと考えられてきた。
しかし、孤立した海洋島にたどり着いた生物がいつも必ず適応放散を起こすわけではない。例えば、ガラパゴス諸島のほぼ全域に分布するコミミズクは、その群島の内部で亜種分化すら起こしていない。「ある系統は適応放散を起こすのに、ある系統は起こさない。その理由は何か？」この問いに答えることは、進化生物学の最重要課題の1つである。
本研究では鳥類をターゲットにすえ、「そもそもなぜ鳥は島で適応放散を起こすことができるのか？」、「島で適応放散を起こす鳥と起こさない鳥はどう違うのか？」を問うた。
第一の問いについては、大海原を超えて孤立した海洋島に到達できるほど、海上分散力に富む祖先種が、なぜ群島内の狭い海峡で遺伝的交流をしばしば断たれるのかが謎であった。これについては、コンピュータシミュレーションによる研究を実施し、適応放散の起きる条件下では、自然選択の作用により、分散力の急激な減少が起きることを示すことができた。
第二の問いについては、鳥類が環境に適応する際に重要な役割を果たす嘴の形態の進化可能性の高低が島で適応放散が起きるか否かを決めているとの仮説があった。しかし、私たちが期間中に実施した幾何学的形態測定学の研究からは、この仮説にネガティブな結果が得られた。
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