Theory of hybrid speciation by sexual selection

性选择杂交物种形成理论

基本信息

批准号：
20J00583
负责人：
香川幸太郎
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

オスの性的装飾形質（例：婚姻色や求愛の鳴き声）とメスの配偶者選好性の多様化は、集団間の生殖隔離を導くことで種多様化を促進すると言われてきた。しかし、多様な交配形質が進化するプロセスはよく分かっていない。本研究では「雑種形成が生み出す遺伝的多様性に対して性選択が作用することで新奇交配形質を持つ新種の進化が促進される」という仮説（性選択による雑種種分化仮説）を提案する。本研究の目的は、この仮説の理論的妥当性・成立条件を進化シミュレーションで解明することである。そのために、まず可能な限り単純化したモデルで仮説の妥当性を検討し、その後より複雑な状況を考慮したモデルによる研究を実施した。単純化したモデルでは、進化しうる形質がオスの装飾とメスの選好性の二つに制限し、それぞれを１次元の量的形質とした。このモデルによる仮説の妥当性の確認と成立条件の探索は予定通り完了した。さらに、「メスが健康状態の良いオスと交配することで利益を得る」という効果を考慮した性選択モデルでも、性選択による雑種種分化仮説の妥当性と成立条件を確認した。また、本研究の過程で性選択の古典的な理論モデルの殆どが仮定している理想条件（例：集団が無限に大きい、オスが無限回交尾可能、相加的遺伝分散・共分散が変化しない）を緩和すると、古典モデルと大きく異なる進化動態が得られる場合が多いという想定外の結果が得られた。そこで、性選択の古典モデルによる予測が崩れる仕組みの精査も実施した。この研究から、交配形質の遺伝的基盤の複雑さに依存して進化動態の平衡状態が大きく変化しうるという新知見も得られた。さらに、本研究で得られた理論的予測を実証的することを目指して、オビハエトリ属のクモ類を対象とした研究にも着手した。現在までにサンプリングは完了し、得られた試料の一部でRNA-seqを実施した。現在はデータ解析を進めている。

据说，雄性性装饰特征（例如婚礼颜色和求爱叫声）和雌性择偶偏好的多样化会导致种群之间的生殖隔离，从而促进物种多样化。然而，各种交配特征进化的过程尚不清楚。在这项研究中，我们提出了“性选择作用于杂交产生的遗传多样性，促进具有新颖交配性状的新物种的进化”的假设（性选择的杂交物种形成假说）。本研究的目的是通过进化模拟阐明该假设的理论有效性和条件。为此，我们首先使用尽可能简单的模型检验假设的有效性，然后使用考虑更复杂情况的模型进行研究。在简化模型中，进化的性状仅限于两种，即雄性装饰和雌性偏好，并且每一种都被视为一维数量性状。使用该模型验证假设的有效性并寻找其成立的条件已按计划完成。此外，我们使用性选择模型证实了通过性选择杂交物种形成假说的有效性和条件，该模型考虑了“雌性从与健康雄性交配中受益”的影响。此外，在这项研究过程中，我们研究了大多数经典性选择理论模型中假设的理想条件（例如，种群无限大，雄性可以交配无限次，加性遗传方差/协方差变化）。得到了意想不到的结果，当我们放松方程（否）时，我们经常得到与经典模型显着不同的进化动力学。因此，我们研究了经典性选择模型的预测失效的机制。这项研究还得出了新的认识，即进化动力学的平衡状态可能会根据交配性状遗传基础的复杂性而发生显着变化。此外，为了验证本研究中获得的理论预测，我们还开始了对眼属蜘蛛的研究。目前采样工作已完成，并对部分获得的样本进行了RNA-seq。目前正在进行数据分析。