Rapid evolution and species coexistence under environmental fluctuations

环境波动下的快速进化和物种共存

• 批准号: 19K16223
• 负责人: 山道 真人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16223/
• 关键词: 迅速な進化; 多種共存; ストレージ効果; 相対的非線形性; 環境変動; 絶滅; 適応; 表現型可塑性

生物集団中の対立遺伝子頻度が短い時間スケールで変化する「迅速な進化」は、形質の変化を通じて、個体群動態・群集構造・生態系機能といったさまざまな生態学的プロセスに影響しうる。しかし、群集生態学の中心的な問いである、「共通の資源をめぐって競争している多くの種がどのようにして安定的に共存するのか」という問題において、迅速な進化が果たす役割については未解明の点が多い。そこで本研究では、時間的・空間的な環境変動のもとで、遺伝的多様性と種多様性が複雑に相互作用する生態-進化動態を、数理モデル解析・数値計算・文献調査を通じて明らかにすることを目的とする。特に、Chessonの共存理論の枠組みにおいて調べられてきた、時空間的な環境変動のもとでストレージ効果・相対的非線形性などの機構が競争排除・多種共存に与える影響を、迅速な進化を通じて捉え直すことを主眼としている。2022年度は、迅速な進化によって促進される2種の安定共存の動態を、Chessonの共存理論における「ニッチ分化」と「競争能力の比」という指標から捉え直す理論研究を発表した。さらに、遺伝的なメカニズムがどのように生態-進化動態に影響しうるか、という点についての知見をまとめた。また、相対的非線形性についての短い総説論文を執筆し、時間的に変動する環境において、遺伝的多様性と種多様性がストレージ効果によってどのように維持されるか、また迅速な進化がどのようにストレージ効果を促進しうるか、という点についての理論研究を進めた。さらに、共存理論や生態-進化動態についての解説も含む群集生態学の教科書を翻訳した。

Rapid evolution, qualitative change, population dynamics, population structure, ecosystem function, and ecological changes in the frequency of population interactions in biological communities. The central question of community ecology is: "What competition exists for common resources? What competition exists for multiple species? What stability exists? What coexistence exists?" What problems exist? What rapid evolution results? What unsolved problems exist? This study focuses on environmental dynamics, temporal, spatial, and genetic diversity, species diversity, and complex interactions. In particular, Chesson's theory of coexistence is based on the theory of multiple coexistence, multiple coexistence and multiple effects, and rapid evolution. In 2022, the rapid evolution and promotion of two kinds of stable coexistence dynamics, Chesson's coexistence theory,"differentiation,""competitiveness ratio,""index," and "direct theoretical research" were developed. This is the first time that we've seen the impact of eco-evolutionary dynamics. The paper is written in a non-linear manner, the environment is changed, the diversity of the species is changed, the effect is maintained, the rapid evolution is promoted, and the theoretical research is advanced. In addition, coexistence theory and eco-evolutionary dynamics are explained in textbooks containing cluster ecology.

项目成果

クイーンズランド大学(オーストラリア)

昆士兰大学（澳大利亚）

An evolutionary approach to conservation ecology and ecosystem management

保护生态学和生态系统管理的进化方法

• DOI: 10.18960/hozen.1933
• 发表时间: 2020
• 期刊: Japanese Journal of Conservation Ecology
• 作者: 門脇 浩明;山道 真人;深野 祐也;石塚 航;三村 真紀子;西廣 淳;横溝 裕行;内海 俊介
• 通讯作者: 内海 俊介

Antagonistic coevolution between multiple quantitative traits: Matching dynamics can arise from difference interactions

多个数量性状之间的对抗性协同进化：不同的相互作用可以产生匹配动态

• DOI: 10.1002/1438-390x.12022
• 发表时间: 2019
• 期刊: Population Ecology
• 影响因子: 1.7
• 作者: Masato Yamamichi;Kelsey Lyberger;Swati Patel
• 通讯作者: Swati Patel

生態と進化のフィードバックを理解するための理論研究

了解生态和进化反馈的理论研究

• 发表时间: 2019
• 作者: 山道真人;小泉伊知郎;山道真人
• 通讯作者: 山道真人

A unified framework for herbivore-to-producer biomass ratio reveals the relative influence of four ecological factors.

食草动物与生产者生物量比率的统一框架揭示了四种生态因素的相对影响。

• DOI: 10.1038/s42003-020-01587-9
• 发表时间: 2021-01-08
• 期刊: Communications biology
• 影响因子: 5.9
• 作者: Kazama T;Urabe J;Yamamichi M;Tokita K;Yin X;Katano I;Doi H;Yoshida T;Hairston NG Jr
• 通讯作者: Hairston NG Jr