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

生态性状和发育机制协同进化和多样化的理论分析

• 批准号: 12J40187
• 负责人: 伊藤 洋
• 金额: $ 1.69万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J40187/
• 关键词: 適応放散; 適応進化; 進化的分岐; 種分化; 進化的制約; 発生的制約; リーマン幾何学; 測地座標系; 節足動物; 形態形成; ラグランジュ乗数法; 進化的分岐条件; 多次元形質空間; 剛体シミュレーション; 群集進化; 並列処理

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。

Purpose の this study は, ecological function を つ morphological character と そ の 発 raw institutions の が animal cluster evolution の optimum 応 evolution, many others や cluster migration に お い て fruit た し cut を る service theory of に Ming ら か に す る こ と で あ り, the following 3 つ の の parsing か ら into る : parsing (1) morphological や action に お け る optimum 応 tossing と cluster migration の reappearance, parsing (2) the optimal 応 tossing と cluster migration に お け る ecological character, born 発 institutions の evolutionary - と meaning に つ い て の, parse (3) the ecological character of と 発 raw institutions の evolution を total account し parsing す る た め の mathematical methods の 発 open. Analysis of last year 's に main に (3) を line った. The specific に に is followed by である である. Evolve with 応 を parsing す る た め の Adaptive Dynamics theory で は, ecological interactions に よ る sentaku 圧 が set 団 の な evolution in the を lead き up こ を す phenomenon, evolution of bifurcation (evolutionary branching) と ぶ. Usually, the differentiating conditions of <s:1> evolution <s:1> taste に, specific な mathematics モデ が が necessity となる. Youdaoplaceholder0 <s:1> occasion, pay attention to する form and quality, other than <s:1> elements <e:1> time change を ignore <s:1>, fixed number とする とが とが many そ. は し か し そ れ ら の elements, 発 institutions や 気 hou の よ う に, ゆ っ く り で は あ る が others 々 に variations change し て い る か も し れ な い. そ の よ う な occasions の evolutionary branching possibilities の を adjustable べ る た め に, モ デ ル の inside character や パ ラ メ ー タ の 1 つ を undetermined の ま ま し residue, "in part を appropriate に adjust す る こ と で evolutionary branching を raw じ さ せ る こ と は か possible?" The を savoring する condition (latent discrimination condition) is separated from されて る る. This study は こ の conditions を company, zhang し, モ デ ル の nuclear と な る interaction outside の full て の elements を undetermined と し て potential ambiguities conditions を recite with relish す る gimmick を open 発 し た. こ の は, arbitrary の dimensional の character space に may apply で あ り, principle of に は masato の number type character (wrist や foot な ど の 3 dimensional space axis の form, shaft の resource utilization of resources distribution な ど) に も applicable で き る. こ の gimmick を with い る こ と に よ の り, many others in evolution by と し て attention す る interaction potential force を adjustable べ の る こ と が で き る. プ ロ ジ ェ ク ト all と し て は, parse (1), (2) の は not quite で あ っ た が, parsing, (3) は to want to above の results が ら れ た.

项目成果

Evolutionary constraints shape trait spaces and adaptive evolution

进化约束塑造特征空间和适应性进化

• 发表时间: 2014
• 作者: Hiroshi C. I to;Ulf Dieckmann;Hiroshi Ito
• 通讯作者: Hiroshi Ito

Evolutionary-branching lines and areas in bivariate trait spaces

双变量特征空间中的进化分支线和区域

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroshi C. Ito;U. Dieckmann
• 通讯作者: U. Dieckmann

多次元空間において方向進化する集団が進化的に分岐する条件の適用例

多维空间定向进化种群进化分歧条件应用实例

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroshi C. I to;Ulf Dieckmann;Hiroshi Ito;伊藤 洋
• 通讯作者: 伊藤 洋