生態的形質と発生機構の共進化と多様化についての理論的解析

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本研究の目的は、生態的機能を持つ形態形質とその発生機構の進化が動物群集の適応的進化、多様化や群集遷移において果たし得る役割を理論的に明らかにすることであり、以下の３つの解析から成る:解析（１）形態や行動における適応放散と群集遷移の再現、解析（２）適応放散と群集遷移における生態形質、発生機構の進化的変化と意義についての解析、解析（３）生態的形質と発生機構の共進化を記述し解析するための数学的手法の開発。昨年度は主に解析（３）を行った。具体的には以下の通りである。適応進化を解析するためのAdaptive Dynamics理論では、生態的相互作用による選択圧が集団の進化的な分岐を引き起こす現象を、進化的分岐（evolutionary branching）と呼ぶ。通常の進化的分岐条件の吟味には、具体的な数理モデルが必要となる。その場合、注目する形質以外の要素の時間変化を無視し、定数とすることが多い。しかしそれらの要素は、発生機構や気候のように、ゆっくりではあるが様々に変化しているかもしれない。そのような場合の進化的分岐の可能性を調べるために、モデル内の形質やパラメータの１つを未定のまま残し、「未定部分を適切に調節することで進化的分岐を生じさせることは可能か？」を吟味する条件（潜在分岐条件）も開発されている。本研究はこの条件を拡張し、モデルの核となる相互作用以外の全ての要素を未定として潜在分岐条件を吟味する手法を開発した。この手法は、任意の次元の形質空間に適用可能であり、原理的には関数型の形質（腕や脚などの３次元空間軸上の形態、資源軸上の資源利用分布など）にも適用できる。この手法を用いることにより、多様性進化の要因として注目する相互作用の潜在力を調べることができる。プロジェクト全体としては、解析（１）、（２）の成果は不十分であったが、解析（３）は予想以上の成果が得られた。