性の生理メカニズムと環境応答進化を統合する数理的研究

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多様な動物の性分化や性決定に関する内分泌学・生理学・分子生物学的な機構が急速に明らかになってきている。他方でその究極要因については、環境が適応度に与える影響の性差に注目した研究がなされてきた。本研究では、遺伝子ネットワークや発生的・生理的メカニズムを考慮したモデルの上に、自然淘汰や性淘汰が働くとき、どのような形質や環境応答が進化するかを探索するのが目的である。今年度は、主に２つのテーマに取り組んだ。(1)共同研究者の巌佐庸氏（九州大学名誉教授）がProceedings of The Royal Society BからThe annual Darwin reviewへの招待を受けて、山口と巌佐がこれまで発表してきた共著論文の内容およびそれに関連する研究を紹介した。「海洋動物の多様な性表現の理論的研究」というタイトルで、多様な性システムを理解するためのゲーム理論を使用した研究をまとめ、このような手法は一般的なパターンを理解するのに重要であるが、特定のケースに向けたモデルの改良には制約を支配する至近要因を考慮する必要があり、そのためには生理学的、エピジェネティクス、分子分析から得られる情報が必要であると主張した (Iwasa & Yamaguchi, 2023)。(2)ワムシとミジンコでは好適な環境条件下では無性生殖が行われ、効率よく増殖する。しかし、生育に不敵な環境が予測されると有性個体が出現し、それらが交尾して耐久卵を算出する。生殖の切り替えが起こる条件について、bed-hedging理論に基づくモデルの解析を進めているが、計算上困難な部分の解決には至らなかった。しかし、研究会「生物リズム若手研究者の集い2022」に参加し、ミジンコの性決定に関する実験的研究についての情報を収集することができたため、今後はそれを用いたモデルの改良を進める予定である。