コミュニティ遺伝学
種とその非生物的環境との間の遺伝的相互作用
ポプラ属の葉とセイタカアワダチソウ属の花、そして関連する節足動物。これら2つの植物属は、群集遺伝学研究におけるモデル系です。

群集遺伝学は、群集生態学、進化生物学、分子遺伝学および量的遺伝学の要素を融合した、生物学における近年出現した[要出典]分野である。Antonovics [ 1 ]は、この分野の構想を初めて明確にし、Whithamら[2]は、その定義を「複雑な群集における種と非生物的環境との間に生じる遺伝的相互作用の研究」と定式化した。この分野は、生態学的および進化学的特徴が埋め込まれた多変量群集の文脈において、進化学と生態学の研究におけるギャップを埋めることを目的としている。ドキュメンタリー映画『千の見えない紐』[3]は、この分野とその意義を概説している。

現在まで、群集遺伝学研究の大半は、植物の遺伝的変異が葉 節足動物群集に及ぼす影響に主眼を置いてきた。多様な生態系において、異なる植物の遺伝子型が、関連する葉節足動物群集の異なる構成を支えていることが多い。[4]このような群集表現型は、自然交雑複合体、[5]単一種内の遺伝子型間および兄弟科間[6] [7] [8]および異なる植物個体群間[9]で観察されている。植物の遺伝子型間の違いが生物多様性全体に及ぼす幅広い影響を理解するために、研究者らは、葉内生菌、[10] 菌根菌、 [ 11]土壌微生物、[12]落葉性節足動物、[13]草本植物[14] [15]および着生植物など、他の生物の反応を調べ始めている。[13]これらの影響は、温帯生態系において、資源や生態系プロセスを調節・安定化させることで生態系を構築する基礎種[16] [17]を用いて頻繁に調査されています。基礎種に重点を置くことで、研究者は、同時に発生する遺伝的に多様な相互作用の複雑さに圧倒されることなく、システムにおいて最も重要な役割を果たすと考えられる種に焦点を当てることができます。しかし、植物の遺伝子型特有の影響は、基礎種以外の種にも見つかっており[7] [9]、熱帯、亜寒帯、高山帯のシステムで発生する可能性があります。[10] [13] [15]

群集遺伝学の分野におけるビジョンは、対象とする種の異なる遺伝子型における異なる群集の記録にとどまりません。この分野の他の側面には、以下のようなものがあります。

  • 種間の相互作用が宿主の遺伝子型によってどのように調節されるかを理解すること、[18] [19]
  • 宿主遺伝子型がコミュニティメンバーの適応度と進化に与える影響[19] [20]および
  • 関連するコミュニティに影響を与える宿主の選択。[21] [22]

群集遺伝学の分野における将来の進歩は、ゲノム配列解析などの現代の分子DNAベースの技術の進歩に大きく依存しています。[23]群集遺伝学のアプローチを応用して、相互作用する生物の種や群集が急激な気候の変化にどのように反応しているかを理解し、回復に情報を提供することは、群集遺伝学の2つの重要な応用側面です。

参考文献

  1. ^ Antonovics, J. 1992. 群集遺伝学に向けて. RS FritzとEL Simms編著『草食動物と病原体に対する植物の抵抗性：生態学、進化、遺伝学』426-449ページ. シカゴ大学出版局, シカゴ, イリノイ州, 米国.
  2. ^ Whitham, TG, JK Bailey, JA Schweitzer, SM Shuster, RK Bangert, CJ LeRoy, ​​EV Lonsdorf, GJ Allan, SP DiFazio, BM Potts, DG Fischer, CA Gehring, RL Lindroth, JC Marks, SC Hart, GM Wimp, SC Wooley. 2006. 群集と生態系の遺伝学のための枠組み：遺伝子から生態系へ. Nature Reviews Genetics 7:510-523.
  3. ^ Nau Idea Lab. 「Home | A Thousand Invisible Cords | Connecting Genes to Ecosystems」. A Thousand Invisible Cords. 2012年8月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年10月16日閲覧。
  4. ^ Whitham, TG, CA Gehring, LJ Lamit, T. Wojtowicz, LM Evans, AR Keith, DS Smith. 2012. 「群集特異性：遺伝子の生と死への影響」Trends in Plant Sciences 17:271-281.
  5. ^ Wimp, GM, S. Wooley, RK Bangert, WP Young, GD Martinsen, P. Keim, B. Rehill, RL Lindroth, TG Whitham. 2007. 植物遺伝学は植物化学と節足動物群集構造の年次変動を予測する. Molecular Ecology 16:5057-5069.
  6. ^ Maddox, GD, RB Root. 1987. 「セイタカアワダチソウ（Solidago altissima）個体群における16種の多様な草食昆虫に対する抵抗性：遺伝的変異と遺伝率」Oecologia 72:8-14.
  7. ^ ab Johnson, MTJ, AA Agrawal. 2005. 植物の遺伝子型と環境の相互作用が、マツヨイセンノウ（Oenothera biennis）における多様な節足動物群集を形成する。生態学 86: 874-885.
  8. ^ Keith, AR, JK Bailey, TG Whitham. 2010. 群集の再現性と安定性に関する遺伝的基盤. エコロジー 91:3398-3406.
  9. ^ ab Wise, MJ 2007. 草食動物への抵抗性の進化生態学：Solanum carolinenseの多草食動物群集における潜在的な遺伝的制約の調査. New Phytologist 175:773-784.
  10. ^ ab Elamo, P., ML Helander, I. Saloniemi, S. Neuvonen. 1999. 「シラカバ科植物と環境条件が葉の内生菌類に及ぼす影響」Oecologia 118:151-156.
  11. ^ Stultz, CM, TG Whitham, K. Kennedy, R. Deckert, CA Gehring. 2009. 遺伝的要因に基づく草食植物への感受性が、基礎樹種の外生菌根菌群集に影響を与える。New Phytologist 184:657-667.
  12. ^ Schweitzer, JA, JK Bailey, DG Fischer, CJ Leroy, EV Lonsdorf, TG Whitham, SC Hart. 2008. 「植物・土壌・微生物相互作用：植物遺伝子型と関連する土壌微生物との遺伝的関係」Ecology 89:773-781.
  13. ^ abc Zytynska, SE, MF Fay, D. Penny, RF Preziosi. 2011. 「熱帯樹種の遺伝的変異は、複雑な森林生態系における関連する着生植物および無脊椎動物群集に影響を与える」王立協会哲学論文集 B 366:1329–1336.
  14. ^ Lamit, LJ, T. Wojtowicz, Z. Kovacs, SC Wooley, M. Zinkgraf, TG Whitham, RL Lindroth, CA Gehring. 2011. 「基底樹種間の交雑は、関連する下層植生群落の構造に影響を与える」植物学 89:165-174.
  15. ^ ab Michalet, R., S. Xiao, B. Touzard, DS Smith, LA Cavieres, RM Callaway, TG Whitham. 2011. 養育特性とコミュニティフィードバックにおける表現型変異が高山生物群集を定義する. Ecology Letters 14:433-443.
  16. ^ Dayton PK 1972. 「南極マクマード湾におけるコミュニティの回復力と底生生物へのエンリッチメントの潜在的影響の理解に向けて」パーカーBC著。保全問題に関するコロキウム議事録、アレン・プレス、ローレンス、カンザス州。81-96ページ。
  17. ^ Ellison, AM, MS Bank, BD Clinton, EA Colburn, K. Elliott, CR Ford, DR Foster, BD Kloeppel, JD Knoepp, GM Lovett, J. Mohan, DA Orwig, NL Rodenhouse, WV Sobczak, KA Stinson, JK Stone, CM Swan, J. Thompson, B. Von Holle, JR Webster. 2005. 「基盤種の喪失：森林生態系の構造と動態への影響」『Frontiers In Ecology And The Environment』3:479-486.
  18. ^ Johnson, MT 2008. 植物遺伝子型がアブラムシ、アリ、捕食者に及ぼすボトムアップ効果。生態学89:145-154。
  19. ^ ab Smith, DS, JK Bailey, SM Shuster, TG Whitham. 2011. 栄養段階の相互作用と選択の地理的モザイク：樹木、アブラムシ、鳥類. Journal of Evolutionary Biology 24:422-429.
  20. ^ Evans, LM, GJ Allan, SM Shuster, SA Woolbright, TG Whitham. 2008. 樹木の交雑と遺伝子型変異が、特殊なダニ食草食動物の潜在的種分化を促進する. Evolution 62:3027-3040.
  21. ^ Lankau, RA, SY Strauss 2007. 相互フィードバックは植物群落における遺伝的多様性と種の多様性の両方を維持する。Science 317:1561-1563.
  22. ^ Johnson, MTJ, M. Vellend, JR Stinchcombe. 2009. 節足動物群集における生態学的変化の原動力としての植物個体群の進化. Philosophical Transactions of the Royal Society 364:1593-1605.
  23. ^ Whitham, TG, SP DiFazio, JA Schweitzer, SM Shuster, GJ Allan, JK Bailey, SA Woolbright. 2008. 自然界と生態系へのゲノミクスの拡張. Science 320:492-495.
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