2019 Fiscal Year Research-status Report
Rapid evolution and species coexistence under environmental fluctuations
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19K16223
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
山道 真人 長崎大学, 熱帯医学研究所, 客員准教授 (70734804)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 迅速な進化 / 多種共存 / ストレージ効果 / 相対的非線形性 / 環境変動 / 絶滅 / 適応 / 表現型可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物集団の遺伝子頻度が短い時間スケールで適応的に変化することで起こる「迅速な進化」は、個体群動態をはじめとするさまざまな生態学的プロセスに影響する。しかし、群集生態学の中心的課題である多種共存に迅速な進化が与える影響については、未解明な点が多い。
そこで本研究では、時間的・空間的な環境変動のもとで遺伝的多様性と種多様性が示す複雑な動態を、数理モデル解析・数値計算・文献調査を通じて明らかにすることを目的とする。特に、現代共存理論の枠組みで調べられてきた時間的・空間的な環境変動が、ストレージ効果・相対的非線形性などを介して競争排除／多種共存に与える影響を、迅速な進化を通じて捉え直すことを主眼としている。
2019年度は、迅速な進化や表現型可塑性によって相対的非線形性が引き起こされ、多種が共存するという理論研究を発展させた。資源量が少ない状況でも増殖率が正となる競争優位な種（R*が小さい種）が、飽和型（HollingのタイプIIの）機能的反応を持つことで個体数振動を引き起こし、競争劣位な種（R*が大きい種）が線形な（HollingのタイプIの）機能的反応によって個体数振動を安定化させる時、相対的非線形性によって多種共存が起こることが古くから知られている。これは、競争優位種が引き起こした振動を、競争劣位種が「消費」することで成り立つ共存と見ることもできる。ここではさらに、競争劣位な種が飽和型の機能的反応を持つ時でも、資源量に対して迅速に適応することで個体数振動を安定化し、共存が可能になることを明らかにした。この他にも、ストレージ効果・相対的非線形性というメカニズムから、群集生態学・集団遺伝学の類似する概念を比較する総説執筆の準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
迅速な進化・表現型可塑性が相対的非線形性を介して多種共存を促進する数理モデル解析・数値計算・論文原稿執筆を順調に進めている。この他にも、ストレージ効果・相対的非線形性というメカニズムから、群集生態学・集団遺伝学の類似する概念を比較する総説執筆の準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
群集生態学・集団遺伝学は種多様性・遺伝的多様性という相似的な対象を扱いつつ、これまで比較される機会は少なかった。環境変動のもとで多様性が維持されるプロセスについて、ストレージ効果・相対的非線形性というメカニズムから、両者の類似する概念を比較する総説執筆の準備を進めている。また、相対的非線形性に加えて、迅速な進化がストレージ効果を介して多種共存を促進する効果についても調べる。さらに、相対的非線形性が遺伝的多様性を維持する条件についても、数理モデルを構築し解析を進める。
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| Causes of Carryover |
2019年度に旅費および論文を国際誌に発表した際の掲載料として使用する予定であったが、異動等が原因で出張計画に変更が生じ、情報収集が不足して年度内に投稿に至らなかったため、2020年度に論文掲載料、旅費、および異動により購入が遅れている数値計算用PCの購入費用として使用する。
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