化学物質を介した情報ネットワークの進化的安定性:群集構造との関わり

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陸上植物の中には、植食者に食害を受けたとき、SOSシグナルと呼ばれる独特のにおいを発し、植食者の天敵を誘引して、効率的に植食者を駆除するものがある。このSOSシグナルシステムは、植物と、植食者の天敵の双方に利益があるため、それら二者の共進化によって生まれたと考えられる。しかし、このようなシグナルシステムが共進化の結果、安定に存続するためには、シグナルは、何らかのコストを伴うものでなくてはならない。なぜならば、コストが無い場合には、食害を受けていないのにも関わらず、シグナルを出して植食者の天敵を誘引する「嘘つき」突然変異体が野生型に比較して有利になり、植物集団中で広がってしまうからである。本年度は、前年度に引き続き、生理的コストの代わりに、「生態的コスト」がシグナルの進化的安定性を維持しているという仮説の妥当性を数理モデルの解析によって調べた。ここで、「生態的コスト」とは、植物がシグナルを出すことによって、植食者に見つかりやすくなり、結果として、さらに食害の危険を増してしまうという現象を指す。前年度の解析からは、「正直」な植物と、「嘘つき」な植物は、常に集団中で安定な多型をなすことがわかっていた。しかしながら、実際の植物集団においては、このような多型はこれまでのところ観察されていない。前年度に行った解析においては、植食者がシグナルを出している植物に出会う確率は、植食者自身によって完全にコントロールされているという仮定がなされていた。実際の集団では、植食者と、植物の確率的遭遇が多分に生じているはずなので、上記仮定はやや不自然である。そこで、本年度は、このような確率的遭遇の仮定をモデルに組み込み、結果がどのように変わるかを調べたところ、確率的遭遇がある場合には、「正直」な植物もしくは「嘘つき」な植物のどちらか一方が、広いパラメータ領域で集団中に固定することが明らかとなった。