三次元仮想物理環境に基づく形質進化と個体群動態の相互作用の構成的研究

近年の研究において，生態（個体群動態）と形質進化が相互に影響を与えうることが報告されている．これらの相互作用はEco-evolutionary feedbackと呼ばれ，生態系理解において非常に重要であると考えられている．報告者はこの相互作用を三次元仮想物理空間上における仮想生物の捕食-被食，形態-行動共進化に基づいた人工生命的な手法によって解明することを目的とし，昨年に引き続き研究を遂行した．本研究では，遺伝的アルゴリズムによる仮想生物の形態と行動の共進化が可能な三次元仮想物理プラットフォームである「Morphid Academy」を実験環境とし，捕食－被食共進化モデルを構築した．昨年までに，戦略の機能とコストにはトレードオフの関係があり，個体数の増減によって，機能とコストの間で進化の際の選択圧が切り替わり，進化した戦略に影響されて個体数が増減するという，基本的な相互作用が明らかにした．本年度は生態系に大きな影響を与える絶滅について，進化が与える影響のダイナミクスの分析と予測を行った．その結果，捕食／防衛の戦略が共進化する過程において，軍拡競走的な戦略の高性能化が生じていることが示唆された．そして,軍拡競走で増大したコストによって系が不安定になり，捕食者の絶滅リスクを高めることが示された．また，このような共進化をあらわす適切な指標を用いることで形質進化の推移から絶滅までの期間が推定できることを示した．また，本研究が，新たな生態進化発生学（eco-evo-devo）へのアプローチに位置付けられること，位置付けの意義，また本研究によって得られた知見が進化計算や人工生命の分野のみならず，数理生物学，動物生態学などの広い分野に適用できる可能性があり，これらの分野に新たな視座を与えることが期待されることを示した．

近年の研究において，生態（個体群動態）と形質進化が相互に影響を与えうることが報告されている．これらの相互作用はEco-evolutionary feedbackと呼ばれ，生態系理解において非常に重要であると考えられている．報告者はこの相互作用を三次元仮想物理空間上における仮想生物の捕食-被食，形態-行動共進化に基づいた人工生命的な手法によって解明することを目的とし，昨年に引き続き研究を遂行した．本研究では，遺伝的アルゴリズムによる仮想生物の形態と行動の共進化が可能な三次元仮想物理プラットフォームである「Morphid Academy」を実験環境とし，捕食－被食共進化モデルを構築した．昨年までに，戦略の機能とコストにはトレードオフの関係があり，個体数の増減によって，機能とコストの間で進化の際の選択圧が切り替わり，進化した戦略に影響されて個体数が増減するという，基本的な相互作用が明らかにした．本年度は生態系に大きな影響を与える絶滅について，進化が与える影響のダイナミクスの分析と予測を行った．その結果，捕食／防衛の戦略が共進化する過程において，軍拡競走的な戦略の高性能化が生じていることが示唆された．そして,軍拡競走で増大したコストによって系が不安定になり，捕食者の絶滅リスクを高めることが示された．また，このような共進化をあらわす適切な指標を用いることで形質進化の推移から絶滅までの期間が推定できることを示した．また，本研究が，新たな生態進化発生学（eco-evo-devo）へのアプローチに位置付けられること，位置付けの意義，また本研究によって得られた知見が進化計算や人工生命の分野のみならず，数理生物学，動物生態学などの広い分野に適用できる可能性があり，これらの分野に新たな視座を与えることが期待されることを示した．