生態的に安定な種の組み合わせに関する実験的・理論的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07454210
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 藤井 宏一 筑波大学, 生物科学系, 教授 (00114124)
• 研究分担者: 徳永 幸彦 筑波大学, 生物科学系, 講師 (90237074) ; 河田 雅圭 静岡大学, 教育学部, 助教授 (90204734)
• キーワード: 生態的に安定な種の組み合わせ / 種間競争 / 被食捕食関係 / 人工生命 / 群集安定性 / 実験群集 / 進化

研究概要

1)生物的相互作用を主要因とする生物群集のモデル作成の第1段階として、昨年度は種間競争における歴史性の重要性を裏付けるモデルを提出した(Toquenaga in press)。第2段階として捕食者-被食者系への発展が考えられる。しかし多くの人工生命研究で行われているような過去の理論的研究となんら関連していないモデルを提出するのではなく、ある程度過去の解析的研究で取り上げられている枠組みに歩み寄りながら、Individual-based model (IBM)化していくことが重要である。その第1歩として、本年はLotka-Volterra方程式で表される単種からなる被食者系に限りなく忠実な、遺伝メカニズムとしてGenetic Algorithm (GA)を採用したIBMを構築した。このモデルでは各個体はそれぞれ特異な最大rと最大Kで特長づけられるreaction normを持ち、個体群の総個体数に応じて(1/N)dN/dtの実現値を返す。r-選択、K-選択といった電算機内での操作実験の結果、従来のr-K選択の理論では取り上げられてこなかった側面、すなわちr-選択とK-選択の相転移的な現象と、それにともなう見せかけのrとKの値の相関の発生などが明らかになった(Toquenaga and Fujii in prep)。捕食圧は上記のr-選択圧を、生物学的にコントロールする要因と考えることができる。今後は幾つかの解析的研究を参照しながら、捕食者を加えたIBM化を図っていく。
2)上記モデルを実験的に検証する目的で、寄生蜂1種と同種ながら生態学的特性の異なる2系統のマメゾウムシを用いて、資源-被食者-捕食者系を構築した。マメゾウムシの系統間で交雑がない場合、系の存続性に違いがあることが分かった。今後はマメゾウムシ2系統間の交雑個体群で、どのようにrとKに絡む生活史パラメターが進化していくかを実験していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Kawata,M.: "The effect of ecological and genetic neighborhood size on........" Evolutionary Ecology. 10. 609-630 (1996)
• [文献書誌] Suno-uchi,M: "Morphological stasis and phylogenetic relationships in......." Biological Journal of Linnean Society. (in press). (1997)
• [文献書誌] Inoue,H.: "The effect of neighborhood densities on reproductive success......" Ecoscience. (in press). (1997)
• [文献書誌] Toquenaga,Y.: "Sewall Wright meets Artificial Life." Trends in Ecology and Evolution. 11. 478-482 (1996)
• [文献書誌] Toquenaga,Y.: "Repairing genetic Algorithm and diversity in artificial ecosystems." Artificial Life V.(in press). (1997)
• [文献書誌] Toquenaga,Y.: "Historicity of a simple competition model." J.Theor.Biol.(in press). (1997)