変動環境における適応と多様性進化の理論的研究

变化环境中适应和多样性进化的理论研究

• 批准号: 07854049
• 负责人: 佐々木 顕
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07854049/
• 关键词: 環境変動; 量的形質; 遺伝分散; 連鎖不平衡; 進化的安定戦略; 表現型多型; 遺伝的多型; 種分化

ランダムな環境変動にさらされる生物にとって、親個体が子の表現型を多様化することがリスクを分散させるうえで有効であることが知られている(両賭け戦略)。また、遺伝的・発生的制約などによって同一の親から多様な表現型をうみだせない場合、さまざまな環境に特殊化した遺伝子型が集団中に維持されることが期待される(遺伝的多型)。ここでは、進化的に安定な表現型・遺伝子型分布について理論的に解析し、以下のような新しい知見を得た。(1)ランダムに変動する環境によって多様な表現型が維持されるためには、世代重複などによるストレージ効果がなければならない。(2)変動淘汰によって維持される量的遺伝分散-多数の遺伝子座によって支配される量的形質が変動淘汰をうけるとき、環境変動の幅がある閾値を越えると、正の遺伝分散が安定に維持される。これは、環境変動が大きいとき、どのような遺伝子型も単独では進化的に安定な集団を維持できないことを意味する。集団に維持される遺伝分散は、環境変動幅とともに増加するが、変動の程度が大きくなるほど、連鎖平衡からのずれ、およびハ-ディ=ワインベルグ平衡からのずれによる遺伝分散成分の重要性が増す。(3)進化的安定集団における遺伝子型の分布は連続ではなく離散的になる(つまりとびとびの形質値だけが集団を構成する)という結論が一般的に成立する。これらの結果の一部はEvolution(1995),Theoretical Population Biology(in press)に発表された。なお、このモデルのアイデアを、種分化のモデル、種内競争による樹高・体サイズの進化、寄生者の病原性と宿主抵抗性の共進化などに応用することにより、進化の離散性を示す結果を得つつある。

众所周知，多样化父母的表型有效地使暴露于随机环境波动的生物风险（Bigatari策略）多样化。此外，如果由于遗传或发育约束而无法从同一母亲产生多种表型，则可以预期在种群中专门用于各种环境的基因型（遗传多态性）。在这里，我们理论上分析了进化稳定的表型和基因型分布，并获得了以下新发现。 （1）为了使由于环境随机变化而保持多种表型，必须通过世代重叠来实现存储效果。 （2）通过变量选择维持的定量遗传差异 - 当由多个基因座控制的定量性状经历可变选择时，如果环境方差范围超过一定的阈值，则保持正遗传方差稳定。这意味着，当环境变化很大时，没有任何基因型就无法维持进化稳定的人群。人口中维持的遗传差异随环境变异的范围而增加，但是变异程度越大，由于偏离连锁平衡和哈迪 - 温伯格平衡而引起的遗传方差成分越重要。 （3）一般的结论是，进化稳定人群中基因型的分布是离散的而不是连续的（即，只有特征的特征值构成了人群）。其中一些结果发表在《 Evolution》（Evolution）（1995），《理论人群生物学》（印刷中）中。此外，通过将该模型的概念应用于形成模型，通过种内竞争的树高和身体大小的演变以及寄生虫发病机理和宿主电阻的协同进化，我们正在获得显示进化的离散性的结果。

项目成果

Haraguchi,Y.: "Host-parasite arms race in mutation modifications:Indefinite escalation despite of heavy load?" J.Theor.Biol.(in press). (1996)

Haraguchi,Y.：“突变修饰中的宿主-寄生虫军备竞赛：尽管负载很重，但仍无限期升级？”

Sasaki,A.: "The evolutionarily stable phenotype distribution in a random environment." Evolution. 49. 337-350 (1995)

Sasaki,A.：“随机环境中进化稳定的表型分布。”

Ellner,S.: "Patterns of genetic polymorphism maintained by fluctuating selection with overlapping generations." Theor.Pop.Biol.(in press). (1996)

Ellner,S.：“通过重叠世代的波动选择维持遗传多态性模式。”