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2009 Fiscal Year Annual Research Report

適応進化する生態系ダイナミックスの理論的研究

Research Project

Project/Area Number 21370012
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

巌佐 庸  Kyushu University, 大学院・理学研究院, 教授 (70176535)

Keywords生態系 / 共進化 / 表現型可塑性 / 社会 / 生態 / 数理モデル
Research Abstract

生態系のはたらきについての基本的理解を確立するための理論的研究を展開する。
第1に、生態系を構成する個々の生物は、置かれた環境に適応的に挙動を変化させる。これには自然淘汰による進化に加え、表現型可塑性、行動選択、遺伝子制御であるエピジェネテイックスなどのさまざまな機構がある。他方で、生物の存在が環境を変化させ、しばしば安定化する傾向がある。
第2に、森林伐採や漁業資源の乱獲、湖沼の水質維持など、ヒトの影響は生態系の動態を考える上に切り離せない。他方でヒトの意思決定には生態系のあり方が影響する。ヒトの意思決定と生態系のダイナミックスが分かちがたく結びついた系を調べる。今年度は、次の2テーマについて集中的に進めた。
1 樹木の一斉開花・結実の進化:森林の樹木はカエデなどのギャップ依存種を例外として大多数の樹木が広い範囲で同調して繁殖をするマステイングを行う。数年の豊作年には1度に多量の花をつけ結実し,それ以外の年にはほとんど繁殖が低い。申請者らは一連の論文で物質収支にもとづいたモデリングを行い、カオス結合系としてとらえられることを示してきた。資源消費係数の進化を、有限集団での進化ゲームの新しい解析法(fPIP)によって調べ、どのような環境でマステイングが進化するかを解明した。延長休眠をする種子捕食者であるゾウムシがマステイングを進化させる上に有効であることがわかった。
2 海藻の同形世代交代と異形世代交代の進化:海藻には半数体(n)と2倍体(2n)の世代が同じ大きさをする藻体をもつ同形世代交代のものと、半数体が大きくて2倍体がごく小さいノリのようなもの、逆に2倍体が大きく半数体がごく小さいワカメなどの異形世代交代のものがあり、ごく近縁のものでもこれらが混ざっている。この世代交代の異なるタイプを季節的に変動する環境のもとでの適応としてとらえる数学理論を展開する。

  • Research Products

    (23 results)

All 2010 2009

All Journal Article (20 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 2010. Paradox of nutrient removal in coupled socio-economic and ecological dynamics for lake water pollution2010

    • Author(s)
      Iwasa, Y., Y.Suzuki-Ohno, H.Yokomizo.
    • Journal Title

      Theoretical Ecology 3

      Pages: 113-122.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating the spatio-temporal pattern of volumetric growth rate from fate maps in chick limb development,2010

    • Author(s)
      Morishita, Y., Y.Iwasa,
    • Journal Title

      Developmental Dynamicsy 238

      Pages: 415-422.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2010. Synchronized oscillation of the segmentation clock gene in vertebrate development.2010

    • Author(s)
      Uriu, K., Y.Morishita, Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Biology (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sexual selection can increase the effect of random genetic drift--A quantitative genetic model of polymorphism in O. Pumilio, the Strawberry poison-dart frog.2010

    • Author(s)
      Tazzyman, S.J., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Evolution (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2010. Synchronization of segmentation clock is promoted by randomcell movement.2010

    • Author(s)
      Uriu, K., Y.Morishita, Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global mutations and local mutations have very different effects on evolution, illustrated by mixed strategies of asymmetric binary games.2010

    • Author(s)
      Uehara, T., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 262

      Pages: 223-231

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal number of regulatory T cells.2010

    • Author(s)
      Saeki.K., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 263

      Pages: 210-218.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2010

    • Author(s)
      巌佐庸
    • Journal Title

      「適応と進化」数理生物学要論第3巻 : 進化の数理生物学(瀬野裕美ほか編)(共立出版)

      Pages: 1-18.

  • [Journal Article] Conflict between groups of players in coupled socio-economic and ecological dynamics.2009

    • Author(s)
      Suzuki, Y., Y.Iwasa
    • Journal Title

      Ecological Economics 68

      Pages: 1106-1115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Indirect reciprocity provides only a narrow margin of efficiency for the costly punishment.2009

    • Author(s)
      Ohtsuki, H., Y.Iwasa, M.A.Nowak.
    • Journal Title

      Nature 457

      Pages: 179-182

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 2009. Traveling wave formation in vertebrate segmentation.2009

    • Author(s)
      Uriu, K., Y.Morishita, Yoh Iwasa.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 257

      Pages: 385-396.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The coupled dynamics of human socio-economic choice and lake water system : the interaction of two sources of nonlinearity..2009

    • Author(s)
      Suzuki, Y., Y.Iwasa,
    • Journal Title

      Ecological Research 24

      Pages: 479-489

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic modeling of ureteric tube branching in the early kidney development.2009

    • Author(s)
      Hirashima, T., Y.Iwasa, Y.Morishita.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 259

      Pages: 58-66.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The pace of evolution across fitness valleys.2009

    • Author(s)
      Gokhale, C., Y.Iwasa, M.A.Nowak, A.Traulsen.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology 259

      Pages: 613-6-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accuracy of positional information provided by multiple chemical gradients with correlated noises. :2009

    • Author(s)
      Morishita, Y., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Physical Review E 79 2009(art. no. 061905)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heteromorphic and isomorphic alternations of generations in macroalgae, as adaptations to a seasonal environment.2009

    • Author(s)
      Bessho, K., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Evolutionary Ecology Research 111

      Pages: 691-771.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advantage of having regulatory T cells requires localized suppresion of immune reactions.2009

    • Author(s)
      Saeki, K., Y.Iwasa.
    • Journal Title

      Journal of Theoretical Biology. 260

      Pages: 392-401.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms for split localization of Fgf10 observed in early lung development.2009

    • Author(s)
      Hirashima, T., Y.Iwasa, Y.Morishita.
    • Journal Title

      Developmental Dynamics 238

      Pages: 2813-2822.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      巌佐庸・望月敦史
    • Journal Title

      「分岐構造形成の数理モデル : 維管束植物の葉脈パターンと神経細胞の樹状突起形成を例に」数理生物学要論第2巻 : 空間の数理生物学(瀬野裕美ほか編)(共立出版)

      Pages: 135-149.

  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      巌佐庸・大野ゆかり
    • Journal Title

      「生態系ダイナミックスと人の選択ダイナミックスのカップリング」生態系の再生の新しい視点-湖沼からの提案(高村典子編)(共立出版)

      Pages: 179-218.

  • [Presentation] Paradox of nutrient removal in coupled socio-economic and ecological dynamics for lake water pollution.2009

    • Author(s)
      Yoh Iwasa
    • Organizer
      Symposium "Evolution of cooperation--models and theories." (org. U. Dieckmann and K. Sigmund).
    • Place of Presentation
      IIASA, Austria
    • Year and Date
      20090915-20090918
  • [Book] 2010. "Evolution of synchronized and intermittent reproduction(masting)of trees : key role of regeneration process." in "Temporalniche dynamics and ecological processes." (eds. by C. Kelly et al.)2010

    • Author(s)
      Iwasa, Y., A.Satake, Y.Tachiki.
    • Publisher
      Cambridge University Press(in press)
  • [Book] 広中平祐その他編『第2版 数理科学事典』企画委員. 丸善「第5章生命の数理」の編集を担当. 「生命の数理 : 概要」「発癌の数理」「遺伝子・タンパクダイナミックス」「概日リズム」などを執筆2009

    • Author(s)
      巌佐庸
    • Total Pages
      1454
    • Publisher
      丸善出版

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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