生息環境に応じて生じた生活史変異に駆動される遺伝動態：進化生態学の新展開

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生物が生まれてから死ぬまでの一連の生命活動の過程を生活史という。本研究課題は北海道十勝地方に生息する多年生草本植物オオバナノエンレイソウを対象に、発芽してから成長・開花するまでの生活史過程に基づいて遺伝的多様性の時間変化を評価することを試みた。令和４年度は、まず12集団に2018年から設置している計41個の調査区において、個体モニタリング調査を継続することで、各集団の個体の生存・成長の成否や種子生産数を記録した。得られた4年分のモニタリングデータから、階層ベイズモデルの一種である統合個体群モデルを用いて、成長率や生存率、繁殖率などの生活史パラメーターを推定し、発芽してから開花・繁殖して種子が形成されるまでの生活史サイクルを明らかにした。次に、推定された生活史パラメーターの値に基づいて、昨年度構築した数理モデルを用いて各集団の遺伝的多様性の減少速度を理論的に予測した。最後に、得られた理論予測が、ddRAD-seq法で得られた一塩基多型データと一致するのかを検証した。その結果、理論予測と実データの間に不一致が見られ、理論予測では遺伝的多様性が高く維持されると考えられた集団でも、実際には遺伝的多様性の減少が進んでいることが示唆された。この原因として、野生の植物集団では、距離依存的な花粉・種子の分散や個体数変動があることで、実際に遺伝的に有効に集団として機能する個体数が、見かけ上の個体数よりもはるかに小さい可能性が示唆された。また実データから、発芽したばかりの実生段階から成熟した開花段階までの複数の生活史段階の間で、遺伝的多様性の高さが異なっていることが判明した。この結果は、減少しつつある野生集団の遺伝的多様性を維持する上で、特に重要な生活史段階が存在する可能性を示唆している。