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性の生理メカニズムと環境応答進化を統合する数理的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06838
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関東京女子大学 (2020-2023)
奈良女子大学 (2019)

研究代表者

山口 幸  東京女子大学, 現代教養学部, 講師 (20709191)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード性表現多様性 / 至近要因 / 性決定様式 / bet hedging / 有性生殖 / 無性生殖 / 発生多型 / 共生 / 生理的機構 / 婚姻贈呈 / 性決定 / 性表現 / 適応進化 / 季節性 / 性ホルモン / アロマターゼ遺伝子
研究開始時の研究の概要

多様な動物の性分化/性決定に関する内分泌学・生理学・分子生物学的機構が急速に明らかになってきた。他方で究極要因については、環境が適応度に与える影響の性差に注目した研究がなされてきた。しかし両者はこれまで別々に研究されてきた。本研究では、これら2領域を融合し、生理学的・分子生物学的メカニズムの上に適応進化の働きを解明する新しいアプローチを進める。3つの課題:[1]遺伝性決定と環境性決定、[2]無性生殖から有性生殖への切り替え、[3]多様な性表現の進化モデリング、について集中的に取り組む。繁殖生物学にとどまらず、社会行動や環境応答などへの理解にもせまれる新しい進化生物学のパラダイム確立を目指す。

研究成果の概要

多様な動物の性分化/性決定に関する内分泌学・生理学・分子生物学的機構が急速に明らかになってきた。他方で、究極要因については、環境が適応度に与える影響の性差に注目した研究がなされてきた。研究代表者は、生理学的・分子生物学的メカニズムの上に適応進化の働きを解明する新しいアプローチを進めた。本研究では、3つの課題:[1]遺伝性決定と環境性決定、[2]無性生殖から有性生殖への切り替え、[3]多様な性表現の進化モデリング、について集中的に取り組んだ。繁殖生物学にとどまらず、社会行動や環境応答などへの理解にもせまれる新しい進化生物学モデリングを目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、「動物の性表現を決める生理的・分子的メカニズムの研究と野外での自然淘汰や性淘汰を受けた進化とが、どのように統合できるか?」、そして「多様な性表現の統一的理解は可能か?」という2つの問いに応えることを目指した。
遺伝子ネットワークや発生的・生理的メカニズムを考慮したモデルの上に、自然淘汰や性淘汰がはたらくときに、どのような形質や環境応答、社会形態が進化するかを探索するという、新しいアプローチを打ち立てる。生物の社会的形質、環境応答などを理解するための生命科学の基盤を確立することができると見込んだ。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Theoretical studies of diverse sexual patterns in marine animals2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B

      巻: 290:20222229 号: 1990

    • DOI

      10.1098/rspb.2022.2229

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolution of male nuptial gift and female remating: a quantitative genetic model2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 533:110939 ページ: 110939-110939

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2021.110939

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal composition of chloride cells for osmoregulation in a randomly fluctuating environment2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Uchiyama, Y. Iwasa, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 537:111016 ページ: 111016-111016

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111016

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary game of life-cycle types in marine benthic invertebrates: feeding larvae versus nonfeeding larvae versus direct development2022

    • 著者名/発表者名
      Iwasa, Y., Y. Yusa & S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 537 ページ: 111019-111019

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2022.111019

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the role of eviction in group living sex changers2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwasa, S. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Behavioral Ecology and Sociobiology

      巻: 73:38 号: 4

    • DOI

      10.1007/s00265-022-03159-9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolution of life cycle dimorphism: an example of sacoglossan sea slugs2021

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, Y. Yusa, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 525:110760 ページ: 110760-110760

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2021.110760

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal control of root nodulation -- prediction of life history theory of a mutualistic system2021

    • 著者名/発表者名
      R. Kobayashi, S. Yamaguchi, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 510:110544 ページ: 110544-110544

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2020.110544

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary game in an androdioecious population: coupling of outcrossing and male production2021

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 513:110594 ページ: 110594-110594

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2021.110594

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Task allocation in a cooperative society: specialized castes or age-dependent switching among ant workers2020

    • 著者名/発表者名
      Yoh Iwasa, Sachi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59920-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonality in the production of male larvae: a game model for parasitic barnacles (Cirripedia: Rhizocephala)2020

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Journal of Crustacean Biology

      巻: 40 号: 6 ページ: 833-838

    • DOI

      10.1093/jcbiol/ruaa021

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bovine mastitis and optimal disease management: dynamic programming analysis2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sekiya, S. Yamaguchi, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 498:110292 ページ: 110292-110292

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2020.110292

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced risk of cancer in companion animals as a response to the longevity2020

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, S.Yamaguchi, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10:19508 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75684-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 淡水と海水を行き来する魚の浸透圧調節を司る塩類細胞3タイプの最適組成2023

    • 著者名/発表者名
      山口幸、内山優香、巌佐庸
    • 学会等名
      第70回(2023年)日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 性と生の数理モデル:海洋生物と過ごした20年(第27回生態学会宮地賞 受賞記念講演)2023

    • 著者名/発表者名
      山口幸
    • 学会等名
      第70回(2023年)日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 淡水と海水を行き来する魚の浸透圧調節を司る塩類細胞3タイプの最適組成2022

    • 著者名/発表者名
      山口幸、内山優香、巌佐庸
    • 学会等名
      2022年度日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物の性の不思議を数理モデルで解き明かす:生命現象と理論の結びつけ方のこれまでとこれから2022

    • 著者名/発表者名
      山口幸
    • 学会等名
      生物リズム若手研究者の集い2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昆虫の雄が相手に渡す婚姻ギフトと雌による再交尾--配偶者選択進化の例として2022

    • 著者名/発表者名
      巌佐 庸、山口幸
    • 学会等名
      ゲーム理論ワークショップ2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋生物の多様な生活史の進化2021

    • 著者名/発表者名
      巌佐庸、山口幸、遊佐陽一
    • 学会等名
      2021年度日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 性比と他殖/自殖性の共進化:マングローブ・キリフィッシュを例に2020

    • 著者名/発表者名
      山口幸,巌佐庸
    • 学会等名
      2020年度日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 寿命の長い動物はがんになりにくいのに、どうしてペットはがんになる率が高いのか?2020

    • 著者名/発表者名
      巌佐 庸、田中萌子、山口幸
    • 学会等名
      2020年度日本数理生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolution of diverse sexual systems in Thoracican barnacles: a theoretical approach2019

    • 著者名/発表者名
      Sachi Yamaguchi, Yoh Iwasa
    • 学会等名
      The Crustacean Society of Japan 57th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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