エネルギーランドスケープを利用した生物群集大規模変動の前兆検知

• 研究課題/領域番号: 20K06820
• 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: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 鈴木 健大 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (00748999)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2020年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: エネルギーランドスケープ解析 / 微生物群集動態 / 早期警戒シグナル / マルコフネットワーク / 多変量時系列解析

研究開始時の研究の概要

本研究では、マルコフネットワークが群集動態の新たな理論モデルとなることを示したい。このため、マルコフネットワークに基づく群集動態モデル（エネルギーランドスケープ）が微生物群集の大規模変動を事前検知できるかを検証する。群集の変動規模に目立った変化が無くても、群集組成の変化に不安定化に先立つ何らかのパターンがあれば、それはエネルギーランドケープ上でエネルギーの高い(=不安定な)状態への接近として捉えられ、早期に大規模変動を検知できるかもしれない。このようなシグナル検出が可能であれば、マルコフネットワークは群集動態の背後にある普遍的なメカニズム（群集動態の非ランダム性）を捉えていると考えられる。