個体間相互作用による種内から群集スケールでの多様性維持機構に関する数理的研究

个体间相互作用导致的从种内到群落尺度的多样性维持机制的数学研究

基本信息

批准号：
11J00598
负责人：
高橋大輔
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00598/
关键词：
進化食物網

项目摘要

本研究は、進化的時間スケールにおける形質進化と群集構造との関わりを明らかにしようというものである。本研究では食物網構造に注目し、計算機モデルを用いて捕食被食関係の進化的構築過程を解析する事で、進化的時間スケールにおいて個々の個体への選択圧が群集という大規模な構造に対して及ぼす影響を明らかにする。特に、これまでの解析で群集内の種多様性が急激に変化しうる事が観察されており、群集内での相互作用の進化に伴った多様性の増大及び減少過程がいかなるプロセスによってもたらされているかを明確にするというものであった。先年度までに、生産者及び植食者という栄養段階の低い種の動態が群衆全体の動態に強く影響している事が観察されていた。植食者の出現によって多様な群集の進化は開始し、植食者の絶滅が生産者間の競争を介して群集全体に伝搬する事で崩壊が開始する。本年度の研究ではさらにシミュレーションを増やし、より多くのパラメータにおいて同様な動態がみられる事を確認し、提案しているメカニズムの頑健な事を確認し、投稿論文とした。また、個体群動態の理論研究では複数の個体群が移動分散によって接続されたときに動態は異なる事が知られている。このため群集間の移動を考慮した場合も同様の結果をもたらすかどうかを拡張したモデルで検討した。結果、一方の群集にのみ天敵を持つ種が存在し、この種が他方の群集から移入することで群集は常に撹乱を受けるため、複雑な群集は群集間の移動が稀な場合に特に不安定化した。上記研究は、進化的時間スケールにおいては群集内の多様性はきわめて複雑な挙動をする事、またそのメカニズムを理解するためには進化生態学的観点からアプローチが不可欠である事を示した。本研究では個体ベースの進化モデルを用いる事で群集動態と進化動態を統一的に扱い、実際に観察される捕食被食関係の進化のさらなる理解に貢献できた。

这项研究旨在阐明在进化时间范围内性状进化与社区结构之间的关系。在这项研究中，我们专注于食品网络结构，并使用计算机模型分析了捕食 - 捕食关系的进化构建过程，以阐明选择性压力对个体对社区大规模结构在进化时间尺度上的大规模结构的影响。特别是，先前的分析观察到，社区内的物种多样性可能会发生巨大变化，并且旨在阐明哪些过程导致多样性的增加和减少，以及社区内部相互作用的演变。到去年，人们观察到，低营养物种的动态，例如生产者和种植者，对整个人群的动态产生了强烈的影响。种植者的出现开始发展不同的社区，当种植者通过生产者之间的竞争在整个社区中传播时，崩溃就开始了。今年的研究进一步增加了模拟的数量，证实了有关更多参数的类似动态，并证实了所提出的机制是强大的，并将其作为提交的论文。此外，众所周知，当多个人群通过移动分散连接时，已经知道人口动态的理论研究。因此，我们调查了即使考虑在社区之间移动时，是否可以实现相似的结果的扩展。结果，只有一个社区中有天然敌人的物种，当从另一个社区进口该物种时，社区不断受到干扰，因此当社区之间的迁移很少见时，复杂的社区尤其不稳定。上述研究表明，社区内的多样性在进化时间量表上的行为极为复杂，从进化生态学的角度来看，一种方法是理解其机制的必要条件。在这项研究中，使用基于个体的进化模型，我们能够统一地对待社区动力学和进化动力学，从而进一步理解实际观察到的捕食捕捞关系的演变。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mechanism and process of the phase transition of an evolutionary food web model

进化食物网模型的相变机制和过程

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takahashi D;Brannstrom A;Mazzucco R;Yamauchi A;Dieckmann U
通讯作者：
Dieckmann U

Metastable states and macro-evolutionary transitions in an eco-evolutionary food-web model

生态进化食物网模型中的亚稳态和宏观进化转变

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tokahashi D.Brannstrom A;Mazzucco R;Yamauchi A;Dieckmann U
通讯作者：
Dieckmann U

進化的に構築された食物網構造の発生と崩壊サイクル

进化构建的食物网结构的出现和崩溃的循环

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takahashi D;Brannstrom A;Mazzucco R;Yamauchi A;Dieckmann U
通讯作者：
Dieckmann U

Cyclic transitions in simulated food-web evolution

模拟食物网演化中的循环转变

DOI：
10.1080/17429145.2011.552794
发表时间：
2011
期刊：
Journal of Plant Interaction
影响因子：
0
作者：
Takahashi D;Brannstrom A;Mazzucco R;Yamauchi A;Dieckmann U
通讯作者：
Dieckmann U

Intermittent transitions between rich and poor communities in evolutionarily constructed food webs

进化构建的食物网中富裕社区和贫困社区之间的间歇性转变

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takahashi D;Brannstrom Å;Mazzucco R;Yamauchi A;Dieckmann U
通讯作者：
Dieckmann U

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通讯作者：
曽村みずき