生態形態学（エコモルフォロジー）または生態形態学は、個体の生態学的役割と形態学的適応との関係を研究する学問です。 [1]ここでの「形態学的」という用語は解剖学的な文脈で用いられます。生物が示す形態と生態学はどちらも、直接的または間接的に環境の影響を受けており、生態形態学はそれらの差異を特定することを目的としています。 [2] 現在の研究では、形態と生態学的ニッチを関連付けることに重点が置かれており、具体的には、形質（例えば、疾走速度、咬合力など）のパフォーマンス、関連する行動、そしてそれらの関係性から得られる適応度の結果を測定しています。
現在の生態形態学的研究は、機能的なアプローチと科学への応用に重点を置いています。この分野の拡大は、生物の生態学的構成と形態学的構成の違いに関する議論における更なる研究を歓迎します。
生態形態学の発展
生態形態学の起源は19世紀後半に遡る。[3]当時は、主に鳥類の 分類 に用いる形態学的形態の記述と比較が、形態学研究の中心であった。しかし、1930年代から40年代にかけて、形態学という分野は縮小していった。これは、新しい技術の登場により、生物学的研究の新しい領域が出現したことが原因と考えられる。1950年代には、形態学的研究のアプローチが変化しただけでなく、理論的疑問の形で進化形態学が発展し、この分野への関心が再び高まった。[4] 高速映画撮影法やX線映画撮影法によって、部位の動きを観察できるようになり、筋電図検査法によって 、筋肉活動の統合を観察できるようになった。これらの方法論を組み合わせることで、形態学者は研究の複雑さをより深く掘り下げることができるようになった。 1950年代から60年代にかけて、生態学者たちは進化論や生態学的な問題を研究するために形態学的指標を用い始めました。これは1975年にカーとジェームズが「エコモルフォロジー（生態形態学）」という用語を創り出すことに繋がりました。 [5]翌年、脊椎動物の形態学と生態学の関連性がついに確立され、現代のエコモルフォロジーの基礎が築かれました。[6] [7]
生態形態学
生態形態学と機能形態学
機能形態学は、様々な組織レベルでの形態から生じる特徴を扱うという点で生態形態学とは異なります。[8]一方、生態形態学は、種を取り巻く生態系に由来することが証明できる特徴を指します。言い換えれば、機能形態学は形態と機能の関係に重点を置いているのに対し、生態形態学は形態とそれがもたらす影響に関心があります。機能形態学の研究では、骨格筋の形態と力発揮や関節可動性などの物理的特性との関係がよく調査されます。[9]これは、機能形態学の実験は実験室条件下で行うことができるのに対し、生態形態学の実験はそうできない可能性があることを意味します。さらに、機能形態学の研究自体では、種の環境適応に関する結論を出すのに十分なデータが得られません。しかし、これらの研究から得られるデータは、種の生態形態学的適応への理解をサポートし、豊かにすることができます。[3]例えば、マンボウの顎のレバーアームシステムの構成、口の大きさ、顎の筋力発揮と摂食行動との関係が研究されている。[10]このような多様な研究は、一見直感的な概念を科学的に裏付けている。例えば、口の大きさが大きくなると、獲物のサイズも大きくなる。しかし、それほど明白ではない傾向も存在する。魚類の獲物のサイズは、体の大きさよりも摂食装置の特徴と相関しているように見える。
行動研究
上記の研究は、生態形態学に基づく行動研究の一例に過ぎません。このような多様な研究は、この分野においてますます重要になっています。行動研究は、機能と生態形態学を相互に関連付けます。採餌鳥の運動能力などの特徴は、この種の研究によって食性の好みに影響を与えることが示されています。[11]行動研究は、特に漁業や鳥類の研究において一般的です。[12]他の研究では、生態形態学的な知見と種の食習慣との関連が試みられています。GriffenとMosblack（2011）は、腸の生態形態学の関数として、食事と消費量の違いを調査しました。[13]実際、腸の容積は代謝率の増加と正の相関関係にあることが分かりました。寄生虫の存在は宿主の生息地利用を変化させる可能性があるため、生態形態学的な研究は、特定の時空間的状況における寄生虫の存在を判断するためにしばしば用いられます。[14]
生態形態学におけるその他の現在の研究は、知識基盤の拡大に焦点を当てており、生態形態学研究がより広範な生息地、分類群、およびシステムを包含することを可能にする。また、進化形態学をより深く理解するために、系統発生学や個体発生学といった他の比較研究分野との統合にも焦点を当てた研究も数多く行われている。[15]
生態形態学の応用
生態形態学の理解は、種の中での生物多様性の起源と理由の両方を調査する際に必要である。生態形態学は、サブセットが異なる生態的地位を占め、異なる生殖技術を示し、さまざまな感覚様式を持つ種の形態の変化を理解するための基礎となる。 [15] [16]生物多様性の高い種を 対象に実施される研究では、種の形態がその生態によってどの程度影響を受けるかが頻繁に調査される。硬骨魚類は、その長い進化の歴史、高い生物多様性、および多段階のライフサイクルのため、生態形態学の研究によく用いられる。 [15]フライヤーとイルズによって行われたアフリカシクリッドの形態的多様性に関する研究は、生態形態学を実証した最初の研究の1つであった。これは主に、シクリッドが大きな生物多様性、広い分布、さまざまな生態的地位を占める能力、および明らかな形態的差異を持っていることによる。 [17]生態形態学は、種の古生息地やその進化形態を研究するためにもよく使用されます。
生態形態学による古生息地の決定
ある種が生態学的役割により適した形態的適応を遂げてきた歴史は、その古生息地に関する結論を導くために用いることができる。ある場所で発見された古種の形態は、その生息地の以前の外観や特性について推論するのに役立つ。このアプローチを用いた研究は、その大きな骨格と広範な種の放散のために、ウシ科動物の 化石を用いて広く行われてきた。[18]プラマーとビショップは、現生のアフリカのウシ科動物を用いて、その生息地の好みに基づいてその動物の古環境を調査する研究を行った。[19]ウシ科動物の系統発生と生息地の好みの間に見出された強い相関関係は、形態と生息地の関連付けは分類群に依存していることを示唆している。また、以前から存在していた生息地の生態形態学のさらなる研究は、特定の生息地に生息する種に関連する系統発生リスクを決定するのに役立つ可能性があることを示唆する証拠もある。[18]
進化形態学
進化形態学の研究は、種が環境に適応するために、時間の経過とともに形態がどのように変化するかを研究する。[3] [16]これらの研究は、種群の特徴を比較することで行われ、生息地の変化に伴って観察される形態変化の歴史的物語を提供する。進化形態学の歴史を観察するには、まず種の特徴と相同性の背景となる歴史を知る必要がある。この生物学分野は、進化生物学の名目上の説明に過ぎず、種内の進化を徹底的に説明するには、種の歴史に関するより詳細な説明が必要である。
生態形態学と生息地の好み
種の生物多様性と特定の環境との相関関係は、必ずしも生態形態学によるものではなく、むしろ種が自らの形態により適した生態系へ移行するという意識的な決定によるものであるという示唆がなされている。しかしながら、この説を裏付ける具体的な証拠を示す研究は今のところ存在しない。魚類の体形態に基づいて生息地の嗜好を予測する研究は行われているが、魚類の生息地の嗜好における相関関係と因果関係を明確に区別することはできていない。[20]
参考文献
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