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，对于暴露于随机环境波动的生物体来说，父母通过使其后代的表型多样化（双重赌注策略）来分散风险是有效的。此外，如果由于遗传或发育限制，同一亲本不能产生不同的表型，则预计群体中将维持专门针对各种环境的基因型（遗传多态性）。在这里，我们从理论上分析了进化稳定的表型/基因型分布，并获得了以下新发现。 （1）为了在随机波动的环境中维持多样化的表型，必须存在诸如世代重叠等存储效应。 (2)波动选择维持的数量遗传方差——当大量遗传位点控制的数量性状经历波动选择时，当环境波动范围超过一定的维持阈值时，正遗传方差变得稳定。这意味着当环境波动较大时，没有单一基因型能够维持进化稳定的种群。群体中维持的遗传方差随着环境波动程度的增加而增加；然而，随着波动程度的增加，由于偏离连锁平衡和Hardy-Weinberg平衡而导致的遗传方差分量的重要性增加。 （3）一般得出的结论是，进化稳定的种群中基因型的分布不是连续的而是离散的（即只有离散的性状值才构成种群）。其中一些结果发表在《进化》(1995)、《理论种群生物学》（正在出版）中。此外，通过将该模型的思想应用于物种形成模型、种内竞争导致的树高和体型的进化以及寄生虫毒力和宿主抗性的共同进化，我们获得了证明进化的离散性质的结果。我正在得到。

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。”