| 研究課題/領域番号 |
20K06821
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45040:生態学および環境学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高田 壮則 北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (80206755)
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| 研究分担者 |
横溝 裕行 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 主任研究員 (30550074)
大原 雅 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (90194274)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ランダム行列 / 数理モデル / 個体群動態 / データベース |
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| 研究開始時の研究の概要 |
約1200種の動植物にわたる11000行列を保有する個体群行列ビッグデータ(COMPADRE, COMADRE)が2014年以降オンラインで公開され利用可能となり、「個体群統計の統計」の時代が到来した。そのビッグデータを用いて、基本個体群統計量(個体群成長率、平均寿命、流れ行列)の種間横断的比較研究を行い、「現存する動植物において基本個体群統計量はどのような統計量分布になるのか」という問いに答える。また、人工的に生成されたランダム個体群行列の個体群統計量との比較研究によって、「ランダム個体群行列からどのような方向へと進化して現在の多様な個体群行列が実現されてきたか」を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
３つのテーマ、(1)データベース(COMPADRE)とランダム個体群行列を用いた種間横断的比較研究。(2)ヘテロ接合度の時間変化を記述する新たな数理モデルの開発。(3)具体的な林床植物の調査、について研究が行われた。
(1)では、データベースの個体群行列とランダム個体群行列の弾性度、新たに開発した二つの個体群統計量を求め、両者の特性の違いを比較し、現有の個体群行列への進化の道筋を推測した。(2)では、新たな数理モデルを使って、どのような生活史戦略を持つ植物で遺伝的多様性が高く維持されるのかを理論的に検討した。(3)では、5種のエンレイソウ属植物の生活史調査および遺伝解析に関わる遺伝解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ビッグデータベースに収集されている個体群行列と、乱数を引くことによって得られるランダム個体群行列を用いることによって、突然変異によって生み出される様々な行列と現存する生物の個体群行列から求められる個体群統計量の特性の違いが明確になり、淘汰圧により選択された個体群行列への進化の道筋が予測された。また、生育段階ごとのヘテロ接合度の時間変化を記述する数理モデルをランダム行列に応用することによって、滞留する個体が多い生育段階において遺伝的変異が蓄積され、集団の遺伝的多様性が維持されることを示した。この成果は、遺伝多様性を維持できるように生物集団を保全する際の重要な学術的知見を提供している。
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