| 研究課題/領域番号 |
20K06825
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2023)
大阪大学 (2020) |
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研究代表者 |
細田 一史 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員研究員 (30515565)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 実験生態系 / 人工生態系 / 生物群集 / 種間相互作用 / 微生物 / 適応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生態系における生物群集は、しばしば2種間相互作用の総和として理解される。しかし各2種間が全てわかれば群集全体がわかるというわけではない。では全ての2種間がわかれば、どれだけ全体が予測できるのか？逆に全体からは、どれだけ2種間が予測できるのか？
本研究では、微生物による人工生態系を用いて「群集全体と各2種間総和の関係」を解明する。具体的には、微生物12種を混合した人工生態系をつくる。一方で、単種および２種の全組み合わせを調べて全種と比較し、これらの関係を明らかにする。本研究の解明により「各生物種の生態」と「群集や生態系」がより強くつながれば、生態学のさらなる発展促進が期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究の成果として、単種と２種の動態の情報だけでは、全種の動態を予想できない部分が多いことが分かった。つまり単純な人工生態系でさえ３種以上の非線形の関係が存在していた。さらに、離散性や適応に起因する確率的な動態も観察された。全てわかった後であれば、単種、２種、全種の系の全てを矛盾なく一つの数理モデルで説明できた。一方で、ある程度安定化した生態系の安定性に関しては、その個体数や動態の情報を使用せずとも、種の存在の情報だけで予測できることが分かった。この結果は捕食を含まない微生物実験生態系とは異なり、逆に自然湿地生態系と似ていた。この人工生態系での解明は、より一般的な生態系の理解に役立つだろう。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生態系サービスの劣化が顕著な今、各個体群と生態系全体を同時に捉えてその関係を理解することは、人類にとって急務です。本研究では人工生態系について、この関係を解明しました。またそれだけでなく、生態系の安定性に関して、粗いマクロな指標として複数の多様性指標を比較し、最もシンプルな種数という多様性指標の有効性を示しました。これらの結果は自然生態系に直接適用できるわけではないでしょう。しかし、数理モデルよりも現実的であり、かつ、多くの実験生態系よりもデザイン性と多様性に優れ、圧倒的にハイスループットである本研究の人工生態系は、理論的理解と自然生態系のシームレスな橋渡しに大きく貢献するでしょう。
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