差異適応度

差別的適応度は、ダーウィンの自然選択の 4 つの公理の 3 番目です。生存率と繁殖率は個体ごとに異なると述べています。適応度の差異は自然界に広く見られ、検出可能です。この適応度の差異はさまざまな方法で目に見え、自然界全体で検出可能です。これは、環境の変化に協力したり逆らったりする行動の違いに基づくことができます。注目すべき例の 1 つは、2014 年のカンジキウサギの研究で、研究者らは、白いカンジキウサギは雪解け水の増加によって行動を変えなかったことを発見しました。[ 1 ]その後の研究では、ドブネズミの方が白いカンジキウサギよりも多く生き残り、繁殖したことがわかりました。 [ 2 ]差別的適応度は種の間でも適用できます。研究者らは、カリフォルニアの森林地帯に生息するNeotoma macrotisヤマネズミが気候変動に応じて雑種地帯に移動しており、これが競合するNeotoma fuscipesに対して有利になっていることを発見しました[ 3 ]アマ（Linum pubescens）を用いた研究では、その花形質は複数の異なる適応度因子に基づいていることが明らかになりました。[ 4 ]適応度の差は、生物の性別によっても左右されます。研究者たちは、19世紀半ばのユタ州において、母親と父親の生存率に差があったことを発見しました。[ 5 ]

行動反応の差異適応度

差別的適応度は環境への反応に基づく場合があり、これらの反応はさまざまです。一部の生物は特定の条件に対して最適な表現型を示すかもしれませんが、次善の表現型を持つ生物は行動の変化でそれを補おうとします。しかし、これらの変化が常に行われるとは限りません。2014年の研究では、北極圏のカンジキウサギ（Lepus americanus）に対する気候変動の影響の一部が調査されました。研究者らは、雪解け水の増加による新しい条件が茶色のカンジキウサギに有利だった一方で、カモフラージュされていない白いカンジキウサギは行動を変えなかったことを発見しました。 [ 1 ] 2016年のその後の研究では、この補償の失敗が白いカンジキウサギの生存率と適応度の低下、および茶色のカンジキウサギの適応度の向上につながったことがわかりました。[ 2 ]ただし、環境の変化は個体や集団の行動に有害な影響を与えることもあります。 2014年の研究では、気候変動に起因する行動変化により、ミナミゾウアザラシ（Mirounga leonina ）の雌の適応度が低下したことが明らかになりました。雌は摂食よりも餌を探すことに多くの時間を費やしており、この行動変化に基づくシミュレーションでは、栄養失調の子アザラシによる個体数の減少が示唆されました。 [ 6 ]これらの変化は、持続的な行動変化をモデル化したシミュレーションにおいて、個体群に長期にわたる重大な悪影響を及ぼしました。[ 6 ]

種間の適応度の差

適応度の差は、競争や捕食などの種間相互作用を通じて簡単に調べることができます。環境の変化によって特定の種が他に対して優位に立つことがあり、新しい環境は種にとって新しい機会につながることがあります。2017年のある研究では、カリフォルニアに生息する2種類の競合するウッドラット（Neotoma fuscipesとNeotoma macrotis ）が気候変動に異なる反応を示したことがわかりました。生息域内の交雑帯をより効果的に利用した小型のN. macrotis の方が適応度が優位でした。 [ 3 ]外来種は極端な適応度の差を示しています。外来種は通常、新しい環境では直接的な対抗手段を持たないため、地元の競争相手や獲物に対して大きな優位性を持っています。2018年の研究では、ニューイングランドワタオウサギ（Sylvilagus transitionalis）は、森林伐採のために、外来種のイースタンワタオウサギ（Sylvilagus floridanus）との競争に負けることが多いことがわかりました。 [ 7 ]両種とも外来植物を利用できるものの、東部ワタオウサギは同じ拡大する環境において在来種に対して適応度上の優位性を持っており、これがニューイングランドワタオウサギの減少につながった。[ 7 ]フロリダのビルマニシキヘビ（Python bivittatus）もまた、外来種によるアライグマなどの在来捕食者への競争と捕食による適応度の差の顕著な例である。2017年の研究では、エバーグレーズ内のニシキヘビが在来種のウサギを絶滅させ、適応度上の優位性により在来種のオポッサム、アライグマ、ボブキャットの個体群もほぼ絶滅させたことが判明した。[ 8 ]

多形質差異適応度

個体の適応度は多くの場合複数の形質によって決定され、これらの形質は異なる選択圧に反応する可能性があります。これらの形質とその圧力との相互作用は、生物の適応度に影響を与えます。たとえば、花の複数の形質は、花粉媒介者や環境条件により、適応度の利点と圧力が異なる場合があります。2017 年にLinum pubescens を対象に行われた研究では、さまざまな形質に異なる適応度の尺度があることがわかりました。[ 4 ]花の幅や種子の特徴などの形質には、異なる適応度の尺度と選択圧がありました。[ 4 ]動物も複数の形質と圧力により差別的な適応度の影響を受け、包括的な圧力が適応度の決定要因として機能する可能性があります。色、形、発声などの形質はさまざまな要因の影響を受ける可能性があり、それぞれが適応度に異なる寄与をします。2009 年の研究では、アマゾンのカエルAllobates femoralisの発声、色、形、およびそれらに影響を与える圧力について調査しました。[ 9 ]研究者たちは、地理と擬態は発声と色に独立して作用するが、形状は適応圧のために同じままであることを発見した。[ 9 ]

性別による適応度差

種内の個々の適応度は多くの場合性差によって決定され、この性差に沿った差異的な適応度につながることが多い。 オスは個々のメスと比較して適応度が高い性別である場合があり、これはオスの選択がより重要であるシステム (一夫多妻制) やオスがメスよりも大きい場合によく見られる。 哺乳類ではメスが出産で苦しみ死亡することがあり、これにより種のオスに比べて適応度が低下する。 2007 年の研究では、19 世紀半ばのユタ州在住者の女性と男性の死亡率を調査し、メスが男性よりも多く死亡していることが判明した。[ 5 ]これは多くの場合、その地域での困難な出産や繰り返しの出産によるものであり、メスの喪失はオスの喪失よりも子孫に有害であった。[ 5 ]性別に基づく差異的な適応度はメスに有利になることもあり、これはメスの選択がより重要であるシステムやメスがオスよりも大きい場合によく見られる。ただし、これらの傾向は絶対的なものではない。環境変化による適応度と同様に、雌雄間の適応度差は、一方の雌の行動変化によって打ち消される可能性があります。カマキリのメスは交尾中にオスを殺すことが知られています。しかし、2017年の研究では、オスは行動変化によってこの結末を回避できることが明らかになりました。[ 10 ]研究者たちは、カマキリの一種であるTenodera. angusitipennisのオスが、痩せたメスよりも太っていて空腹度の少ないメスを選ぶことで生存を確保し、生存率と繁殖率の向上という適応度上の優位性を得ていることを発見しました。[ 10 ]

RNAワールド

生命は、情報分子（通常はRNAに類似すると考えられている）が自己複製能力を獲得し、適応度の差に基づく自然淘汰を受けた際に、前生命世界に出現したと広く考えられている。 [ 11 ] 複製RNAのヌクレオチド配列依存的な構成が競合する中で、適応度の差がRNA複製子間の自然淘汰の結果を決定づけた。このようなRNA複製子の進化が進むにつれて、生存と複製という相反するニーズをバランスさせる配列が淘汰されたと考えられる。[ 11 ]

参考文献

  1. ^ a b Zimova M., Mills LS, Lukacs PM, Mitchell MS (2014). ユキヒョウウサギは季節性カモフラージュにおけるミスマッチに対して限定的な表現型可塑性を示す. Proc of the Royal Society 281, (1782). https://doi.org/10.1098/rspb.2014.0029
  2. ^ a b Nowak, Zimova M., Mills LS, Joshua J. (2016). 気候変動によるカモフラージュミスマッチの高い適応度コスト. Ecology Letters 19 (3​​), 299-307. https://doi.org/10.1111/ele.12568
  3. ^ a b Hunter EA, Matocq MD, Murphy PJ, Shoemaker KT (2017). 気候が生存率に及ぼす差異的影響が雑種帯の移動を促す. Current Biology 27, 3898–3903. https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.11.029
  4. ^ a b c Bigio L, Lebel M., Sapir Y., (2017). 母性適応度の異なる指標は花形質における自然選択の推定に影響を与えるか？ Linum pubescens（アマ科）からの教訓, Journal of Plant Ecology 10 (2), 406–413. https://doi.org/10.1093/jpe/rtw035
  5. ^ a b c Penn DJとSmith KR (2007). 男女間の生殖適応度コストの差異. PNAS 104 (2), 553-558. https://doi.org/10.1073/pnas.0609301103
  6. ^ a b New et al. (2014). 短期的な行動指標を用いたミナミゾウアザラシの長期適応度の推定. Marine Ecology Progress Series 496, 99-108. https://dx.doi.org/10.3354/meps10547
  7. ^ a b Cheeseman AE, Ryan SJ, Whipps CM, Cohen JB (2018). 競争は季節的な資源選択を変化させ、絶滅危惧種の在来ワタオオカミによる外来低木の利用を促進する. Ecology and Evolution 8 (22), 11122-11133. https://doi.org/10.1002/ece3.4580
  8. ^ Dorcas et al. (2012). エバーグレーズ国立公園における哺乳類の深刻な減少と外来種のビルマニシキヘビの増殖が同時に発生．米国科学アカデミー紀要 109 (7), 2418-2422. https://doi.org/10.1073/pnas.1115226109
  9. ^ a b Amezquita et al. (2009). 鳴き声、色彩、形状、そして遺伝子：アマゾンのカエルAllobates femoralisにおける地理的変異の研究への多形質アプローチ. Biological Journal of the Linnean Society 98 (4), 826-838. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2009.01324.x
  10. ^ a b門井 正之、森本 健、高見 雄 (2017). 性的に共食いする種における雄の配偶者選択：カマキリTenodera angustipennisにおける雄の空腹雌からの逃避行動.動物行動学ジャーナル35 (2), 177-185. https://dx.doi.org/10.1007/s10164-017-0506-z
  11. ^ a bミチョッド、RE、1999年。「ダーウィンのダイナミクス。適応度と個体性における進化的変遷」プリンストン大学出版局、プリンストン、ニュージャージー州
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