普遍的適応戦略理論

S 戦略の植物: 手前がJuncus effusus、その奥がVaccinium uliginosum、Athyrium filix-femina、Betula pubescensです。デンマーク、トベルステッド・プランテーションの湿原の生息地。

普遍適応戦略理論( UAST ) は、 J. フィリップ・グライムがサイモン・ピアースと共同で開発した進化理論であり、環境から得た資源が成長、維持、再生のいずれかに配分される際に生物が直面するトレードオフ(普遍的な 3 方向トレードオフ)に基づいて、生態学と進化の一般的な限界を説明しています。

一般理論

普遍的な 3 方向のトレードオフにより、生命の樹全体にわたって適応戦略が生み出されます。極端な戦略では、C (競争的)、一貫して生産的なニッチでリソースの獲得とリソースの制御を最大化する特性を使用して個体が生き残ります。S (ストレス耐性)、変化しやすく非生産的なニッチで代謝パフォーマンスを維持することにより個体が生き残ります。R (粗野)、イベントが個体にとって頻繁に致命的となるニッチでライフサイクルと再生を迅速に完了することにより遺伝子が急速に伝播します。

生物が、すべての資源をこれらの投資経路のいずれかにのみ投入する生存戦略を進化させることは不可能ですが、比較的極端な戦略と、その中間的な戦略が存在します。このシステムは、3つの極端な可能性を頂点とする三角形で表すことができます。異なる種は、この三角形内の特定の点に位置し、3つの戦略のそれぞれを一定の割合で受け入れている可能性があります。

多変量統計を使用すると、さまざまな生物における表現型の変動の主な傾向を判定することができ、さまざまな主要な動物グループ（最も顕著なのは脊椎動物）では、UAST と一致する 3 つの主なエンドポイントがあることが示されています。

UAST は、全体的な戦略は類似しているが、マイナーな特性のセットが異なる種が生態学的コミュニティ内で共存する方法を説明するツイン フィルター モデルの重要な部分です。

CSRトライアングル理論

CSRトライアングル理論は、UASTを植物生物学に応用したものです。3つの戦略とは、競争者、ストレス耐性者、そして支配者です。これらの戦略はそれぞれ、ストレスと撹乱の強度が高い場合と低い場合の独自の組み合わせにおいて最もよく成長します。

競合他社

競合種とは、低強度のストレス（水分不足）と撹乱の領域で繁栄し、生物学的競争において優れた植物種です。これらの種は、利用可能な資源を最も効率的に利用することで、他の植物との競争に勝つことができます。競合種は、急速な成長速度、高い生産性（草丈、側方広がり、根の量の増加）、そして高い表現型可塑性といった、複数の有利な特性を組み合わせることでこれを実現します。この最後の特徴により、競合種は形態において非常に柔軟になり、生育期を通して必要に応じて植物の様々な部位への資源配分を調整することができます。

ストレス耐性

ストレス耐性植物とは、高強度ストレスと低強度撹乱の地域に生息する植物種です。この戦略に適応した種は、一般的に成長速度が遅く、葉の寿命が長く、養分保持率が高く、表現型の可塑性が低いという特徴があります。ストレス耐性植物は、生理学的変動を通じて環境ストレスに反応します。これらの種は、高山や乾燥地帯、深い日陰、栄養欠乏土壌、極端なpHレベルなどのストレスの多い環境によく見られます。

ルーデラル

ルーデラルとは、高強度の撹乱と低強度のストレスの条件下で繁栄する植物種です。これらの種は成長が早く、ライフサイクルを迅速に完了し、一般的に大量の種子を生成します。この戦略に適応した植物は、最近撹乱された土地に定着していることが多く、多くの場合一年生植物です。

R*理論との関係

CSR理論とその主要な対立理論であるR*理論の違いを理解することは、群集生態学において長年にわたり主要な目標となってきた。 ^{[1] [2]} 競争力は低レベルの資源で成長する能力によって決まると予測するR*理論とは異なり、CSR理論では競争力は相対的成長率やその他のサイズ関連の形質によって決まると予測する。いくつかの実験はR*予測を支持したが、他の実験はCSR予測を支持した。^[1] これらの異なる予測は、競争におけるサイズの非対称性に関する異なる仮定から生じている。R*理論では競争はサイズ対称的（つまり、資源の利用は個々のバイオマスに比例する）であると仮定し、CSR理論では競争はサイズ非対称的（つまり、大きな個体は小さな個体に比べて不釣り合いに多くの資源を利用する）であると仮定している。^[3]

参照

• ソレンセン類似度指数

参考文献

1. Craine, Joseph (2005). 「グライムとティルマンの植物戦略理論の調和」. Journal of Ecology . 93 (6): 1041– 1052. doi :10.1111/j.1365-2745.2005.01043.x.
2. Jabot (2012). 「植物群集動態の資源比率理論とCSR理論のための一般的なモデリングフレームワーク」. Journal of Ecology . 100 (6): 1296– 1302. doi : 10.1111/j.1365-2745.2012.02024.x .
3. DeMalach (2016). 「資源競争におけるサイズの非対称性と植物群集の構造」. Journal of Ecology . 104 (4): 899– 910. doi : 10.1111/1365-2745.12557 .

• Grime JPとPierce S. 2012. 『生態系を形成する進化戦略』 Wiley-Blackwell、チチェスター、英国
• Grime JP. (1979). 『植物の戦略と植生形成プロセス』 John Wiley & Sons.

さらに読む

• Grime, JP (1977). 「植物における3つの主要な戦略の存在の証拠と生態学および進化論への関連性」(PDF) . The American Naturalist . 111 (982). University of Chicago Press : 1169–1194 . doi :10.1086/283244. ISSN 0003-0147  . S2CID 84903724. 2011年7月20日時点の オリジナル(PDF)からアーカイブ。 2022年11月21日閲覧。