| 研究課題/領域番号 |
21K15160
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
山口 諒 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (80812982)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 種分化 / 生殖隔離 / 生物地理 / 数理モデル / 生物系統地理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近縁種が互いに接する地域では交雑が観察されることが多く、そのような地域を交雑帯と呼ぶ。交雑帯は、個体群動態・環境適応・同類交配といった多くの要素から構成されるため、古くから“自然の実験室”として着目されてきた。近縁種は互いに不利益な交雑を避けるよう同類交配が進化するが、一方の種のメスが他種のオスを強く避けるのに対し、他方の種のメスは両種のオスを交配相手として問題なく受け入れてしまうことは自然界でよく観察される。この同類交配の種間非対称性の起源は未解明なことが多く、本研究では野外生物実験と数理モデルを用いてその要因を検証する。
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| 研究成果の概要 |
新たな環境への局所適応では、その初期で適応度が低い個体が大半を占め、集団サイズは小さく、適応するにつれて個体数が回復する。古典的な理論では集団サイズが一定と仮定される一方、本研究では個体群動態を明示的に考慮したモデルを構築し、急速な適応とそれに伴う絶滅リスクと引き換えに生殖隔離の進化速度が加速するという理論を‘種分化の不死鳥仮説’と命名した。また、オオヨモギハムシの北海道野外集団を用いた交配実験とゲノム解析では、交配の選好性に関わる体表炭化水素組成が分化していることが判明した。交配前隔離の非対称性も確認され、その起源が親集団の個体群動態に起因することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題では、親集団の絶滅リスクを考慮した種分化メカニズムを数理モデリングにより解析し、野外と実験下での実証データを得ることで、交配前隔離の進化的起源の理解を目指した。種分化は新たな種を生み出すメカニズムであり、継続的に種分化が繰り返されることで生物多様性が創出・維持されている一方、その背後には集団の絶滅リスクが進化を促進する可能性が明らかとなった。‘種分化の不死鳥仮説’は従来の古典的な種分化モデルでは到達できなかった知見であると同時に、今後の更なる実証研究が待たれる。
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