生態表現型の変異

生態表現型変異（「エコフェノタイプ」）とは、生活段階に応じた表現型の変異を指します。広範囲に生息する種では、遺伝と環境の寄与は必ずしも明確ではありませんが、実験によってそれらの相互作用を明らかにできる場合があります。

植物

植物は、生態表現型の多様性の最も顕著な例を示している。一例として、森で育つ木は長くまっすぐな幹を発達させ、樹冠の高いところで枝分かれした冠を持つが、開けた場所で単独で生育する同じ種は、地面のずっと低いところで枝分かれした広がった形態を発達させる。遺伝子型は、表現型の修正と表現においてしばしば大きな柔軟性を持つ。多くの生物において、これらの表現型はさまざまな環境条件下で非常に異なる。植物Hieracium umbellatumは、スウェーデンの 2 つの異なる生息地で生育しているのが見られる。1 つの生息地は海辺の岩だらけの崖で、植物は茂み、幅広い葉と広がった花序を持つ。もう 1 つは砂丘で、植物は平らに生育し、狭い葉とコンパクトな花序を持つ。これらの生息地はスウェーデンの海岸沿いに交互に現れ、 H. umbellatumの種子が着地する生息地によって、生育する表現型が決まる。^{[ 1 ]}スイカズラなどの侵略的植物は、環境の変化に応じて形態を変化させることで繁栄することができ、 ^{[ 2 ]}競争上の優位性を得ています。植物が環境に対して表現型的に反応し適応するもう一つの例として、Thlaspi caerulescensが土壌中の金属を吸収し、葉に生息する有害な微生物や細菌から身を守るために利用する方法があります。^{[ 3 ]}維管束植物が環境に対して示すより直接的な反応、例えば蔓が生育する壁や木に順応する能力は、メカニズムが関連している可能性があるにもかかわらず、通常は生態表現型とは見なされません。^{[ 4 ]}

動物

動物は植物ほど可塑性に富んでいないため、生態表現型の変異は注目に値します。これに遭遇した場合、予期していなければ同定に混乱を招く可能性があります。最も明白な例は、限られた環境に生息する観賞魚の矮小化など、これもまたよく見られる現象です。^{[ 5 ]}無性生殖では、親はゲノム全体を次世代に渡します。遺伝子の変異が遺伝的変異の唯一の発生源です。有性生殖では、親はそれぞれ自分のゲノムの半分を子孫に提供します。そのため、子孫は遺伝物質の混合物を含みます。適応は適応度を高める形質であり、自然選択の原動力となります。ある対立遺伝子に関連する適応度は、別の対立遺伝子と比較することによってのみ確認できます。種の生存率を高める形質は動物の適応度に寄与しますが、選択は生存が生物の生殖成功を改善する場合に限り、そのような形質を優先します。より興味深いのは、因果関係があまり明確でない例です。軟体動物の例としては、カタツムリ科のNucella lamellosaがあり、荒い浅い水域では、深い静かな水域よりも一般的に棘が少ない。^{[ 6 ]}淡水二枚貝類に は、いくつかの種が湖、小川、大川に生息する。^{[ 7 ]}脊椎動物では、マウスを使った実験で、低温で飼育されたマウスの耳と尾の長さが短くなることが示されており、これはアレンの法則として知られる現象である。^{[ 8 ]}

人間

人間の場合、ライフスタイルの選択による環境の違いは考慮すべき要素です。例えば、テレビの前でソファに座ってビールを片手に過ごす人と、ジムやサッカー場で時間を過ごす人との間には、顕著な違いが見られます。フランツ・ボアズは、頭蓋指数は、子供の遺伝的または文化的背景とは無関係に、ある程度、生まれた場所に依存することを発見しました。 ^{[ 9 ]}環境の違いが身体的または行動的変化を引き起こすもう一つの方法は、多大なストレス にさらされることです。これは様々な影響を引き起こします。慢性的なストレスは、多くの人にとって健康問題を引き起こすことが証明されています。「幼少期に恐怖や拒絶に対処しようとする試みは、その後の人生における心理的な行動パターンを形成します。これらの行動は、今度は脳の神経系における生化学的不均衡に影響を与えます。そして、変化した不均衡は、今度は行動を強化し、この悪循環が繰り返されます。」 「体は、健康的な動的バランスを取り戻そうとするため、過度のストレスに生化学的に反応します。」 「心理的にストレスの多い状況では、体の不均衡を改善するためにホルモンが作用する可能性がある。」^{[ 10 ]}

ストレスに対する生物学的反応である一般適応症候群には、3つの段階があります。1.)「警戒行動」 - 心拍数が上昇し、血糖値が上昇し、瞳孔が拡張し、消化が遅くなります。2.)「抵抗」または「適応」段階 - 身体は緊急覚醒を引き起こした損傷を修復しようとします。3.)「疲労段階」 - 身体は病気になります。精神的には神経症や精神異常によって、身体的には様々な心臓血管疾患や腎臓疾患を引き起こす可能性があり、また、特定の種類の喘息を引き起こす可能性も高くなります。^{[ 10 ]}

参考文献

1. 「Botany online: Evolution: The Modern Synthesis - Phenotypic and Genetic Variation; Ecotypes」 2009年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年12月29日閲覧。
2. シュバイツァー、ジェニファー；ラーソン、キャサリン (1999). 「外来スイカズラ類は形態学的可塑性が高いため、在来種よりも侵入しやすい可能性がある」.トーリー植物学会誌. 1 (126). jstor.org: 15– 23. doi : 10.2307/2997251 . JSTOR 2997251 . 
3. 「植物は金属で『装甲』を固める」サイエンス・オンライン、Facts On File, Inc. Web。2013年5月10日閲覧。
4. Gibson, J. Phil, Terri R. Gibson. 「植物と環境」 Science Online. Facts On File, Inc. Web. 2013年5月10日閲覧。
5. カレン、キャサリン。「進化」。サイエンス・オンライン。Facts On File, Inc. Web。2013年5月10日閲覧。
6. Abbott, RT, 1968年『北アメリカの貝殻』ゴールデンプレス、ニューヨーク。
7. Burch, JB, 1975. 北米の淡水産ユニオンアセアン貝（軟体動物、ペリキポダ）. 貝類出版物. p 39.
8. ウィリアム・アシュワース、チャールズ・E・リトル「アレンの法則」Science Online. Facts On File, Inc. Web. 2013年5月10日閲覧。
9. Rice, Stanley A.「環境心理学」Science Online. Facts On File, Inc. Web. 2013年5月10日閲覧。
10. Davis, J. (1984) エンドルフィン. ガーデンシティ、ニューヨーク: ダイヤルプレス.