軍拡競走の共進化ダイナミックス理論と実証

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18570024
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐々木 顕 九州大学, 大学院理学研究院, 助教授 (90211937)
• キーワード: 共進化 / 軍拡競争 / 地理的クライン / ヤブツバキ / ツバキシギゾウムシ / 非線形コスト / 穿孔成功確率

研究概要

相互作用する2種の共進化と軍拡競走という概念は、進化生物学の発展に大きく寄与したが、具体的な進化ダイナミックスとしての理論化、そして実証的な研究が遅れていた。申請者はショウジョウバエと寄生蜂の進化実験系における寄主抵抗性と寄生者の対抗形質の軍拡競走を示すデータにもとづき、軍拡競走の共進化動態の具体的なモデルを提出し(Sasaki and Godfray 1999)、植物と病原菌の遺伝子対遺伝子相互作用に関与する抵抗性遺伝子座と非病原性遺伝子座の共進化動態をモデル化するなど(Sasaki 2000, Sasaki et al 2002)、軍拡競走の理論的研究で主導してきた。本課題では、ツバキの果皮厚とゾウムシの口吻長の軍拡競走モデルを構築し理論的解析および、東樹と曽田(Toju and Sota 2006, Am Nat)による野外データとの比較検討を行った。口吻長と果皮厚が南方の集団ほど共に増大するという顕著な地理的クラインを、気候勾配によるツバキの生産力の違いが軍拡競走の共進化安定状態を決めるというSasaki-Godfray理論を拡張した理論で説明することを試みた。ゾウムシの口吻長にかかる非線形コストが共進化動態の安定性と、軍拡競争における平衡状態におけるゾウムシとツバキの優位性を決めることを見いだし、地理的クラインの諸特徴を説明した。またコストの非線形性指数がほぼ2であることを見いだした。成果は2006年日本生態学会年会シンポジウムの招待講演や学会誌の特集として報告したほか、Ecology Letters誌等に投稿準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] 毒性の進化と「小さな世界」.ネットワーク科学最前線第6回. (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 数理科学 525 ページ: 78-83
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of trade-off shapes in the evolution of virulence in spatial host-parasite interactions : An approximate analytical approach (2007)
  • 著者名/発表者名: Kamo M, Sasaki A, Boots M
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology (印刷中)
• [雑誌論文] Evolution of DNA double-strand break repair by gene conversion : coevolution between a phage and a restriction-modification system (2007)
  • 著者名/発表者名: Yahara K, Horie R, Kobayashi I, Sasaki A
  • 雑誌名: Genetics (印刷中)
• [雑誌論文] 宿主と病原体の共進化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 数理科学事典第2版.丸善 (印刷中)
• [雑誌論文] ヤブツバキとシギゾウムシの軍拡競走 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕, 東樹宏和, 井磧直行
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 ページ: 280-287
• [雑誌論文] Epidemiology and disease-control under gene-for-gene plant-pathogen interaction (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki A, Sasaki A
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 238 ページ: 780-794
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaping the phylogenetic tree of influenza by cross-immunity (2006)
  • 著者名/発表者名: Andreasen V, Sasaki A
  • 雑誌名: Theoretical Population Biology 70 ページ: 164-173
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The wave speed of intergradation zone in two-species lattice Mullerian mimicry model (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi I, Sasaki A
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 243 ページ: 594-603
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The greater than two-fold cost of integration for retroviruses (2006)
  • 著者名/発表者名: Krakauer D, Sasaki A
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society of London, Ser.B 273 ページ: 1159-1163
• [雑誌論文] A mathematical model for apoptosome assembly : The optimal cytochrome c/Apaf-1 ratio (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi J, Sasaki A
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 242 ページ: 280-287
• [雑誌論文] The implications of spatial structure within populations to the evolution of parasites (2006)
  • 著者名/発表者名: Boots M, Kamo M, Sasaki A
  • 雑誌名: Disease evolution : Models, concepts, and data analyses, Z. Feng, U. Dieckmann and S. Levin (ed), American Mathematical Society ページ: 3-22
• [雑誌論文] 進化の数理モデル (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: バイオインフォマティクス事典.日本バイオインフォマティクス学会編,共立出版 ページ: 540
• [雑誌論文] 軍拡競走 : 理論と検証企画趣旨 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 56 ページ: 44-45
• [雑誌論文] 寄主抵抗性と寄生者ビルレンスの共通化モデル : 量的形質共進化と個体群動態の結合 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 56 ページ: 53-62
• [雑誌論文] 軍拡競走の実証にむけて : 3つのケーススタディ (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 日本生態学会誌 56 ページ: 73-77
• [雑誌論文] 共進化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐々木顕
  • 雑誌名: 進化学第6巻.岩波書店. ページ: 181-227