2016 Fiscal Year Research-status Report

雌の多回交尾の進化に関する遺伝的bet-hedging仮説の再検討

Research Project

Project/Area Number	26440241
Research Institution	Kagawa University
Principal Investigator	安井行雄香川大学, 農学部, 准教授 (30325328)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords	雌の多回交尾の進化 / 性選択 / bet-hedging / polyandry / evolution
Outline of Annual Research Achievements	一般に雄は多くの雌と交尾するほど多くの子供を残せるが、雌は複数の雄と交尾しても（父親が入れ替わるだけで）子供を増やすことはできない。しかし多くの動物で雌は複数の雄と交尾する。この「雌の多回交尾」の進化は行動生態学・進化生態学の重要な研究課題である。本研究は従来あまり有効でないとみなされてきた遺伝的両賭け（bet-hedging）仮説をメタ個体群構造を取り入れた新しい視点から再検討するものである。平成28年度は前年度のコンピュータシミュレーション解析（Yasui and Garcia-Gonzalez 2016）の結果を数学的に証明するため数理モデルを構築する理論的研究を行った。コンピュータシミュレーションではbet-hedgingによる多回交尾戦略の進化が起こることが明らかになっているが、コンピュータシミュレーションはプログラムの設定のわずかな違いに依存して結果が変わることがあり、その解析結果を一般化できるかどうかには不安がある。そのため新たに独立した数理モデル（解析的モデル）を作成し、シミュレーションと同様の結果が導かれるかどうかを検討した。その結果、bet-hedgingによる雌の多回交尾の進化の必要条件は、集団中に完全な繁殖失敗をもたらす雄が一定頻度存在し、かつ雌が雄の善し悪しを判定できないことであるという、シミュレーションを支持する結論が得られた。シミュレーションと解析的モデルが質的に同一の結論を導いたことはこの理論の信憑性が極めて高いことを示している。フタホシコオロギ実験個体群において理論を検証する実験も進めている。まだ予備的解析の段階だが理論を支持するデータが蓄積されつつあり、大いに期待が持てるものである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason コンピュータシミュレーション論文（Yasui and Garcia-Gonzalez 2016）については世界的に反響があり、すでに数件の引用がなされている。その結果を独立して検証する数理モデル解析も順調に進み、現在投稿論文を執筆中である。理論研究の進捗状況としてはおおむね順調であると言える。実証実験も予定通り進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	雌の多回交尾がbet-hedgingによる絶滅回避戦略として進化することを導く数理モデルを国際学術雑誌に出版することが最優先事項である。シミュレーションと合わせ二本の理論論文で理論的基盤を固めた上で、コオロギを用いた実証実験を発展させる。複数世代にまたがる幾何平均適応度を一回交尾区と多回交尾区で比較し、後者にbet-hedgingを通じた利益が生じていることを証明する。研究発表や論文執筆は成果を受けて適宜行う。
Causes of Carryover	平成28年度はモデル生物を使った実証実験よりも、数理モデル解析を中心とする理論研究、野外での動物の交尾行動の観察などが中心となったため、実験を想定した予算を消化するには至らなかった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	第4年目に当たる平成29年度は当初計画では予算が大きく減る年であったが、前年度からの繰り越しによりある程度の予算が確保できる。顕微鏡や双眼鏡など観察器械の導入、共同研究のための出張旅費などに活用したい。