集団遺伝学 において、重複世代とは、複数の繁殖世代が同時に存在する交配システムを指します。そうでない交配システムでは、重複世代（または離散世代）が存在し、各繁殖世代は1つの繁殖期のみ持続します。成虫が複数の繁殖期にわたって繁殖する場合、その種は重複世代を持つとみなされます。重複世代を持つ種の例としては、ヒトを含む多くの哺乳類や、季節性環境に生息する多くの無脊椎動物が挙げられます。 [1] [自費出版情報源？ ]重複世代を持たない種の例としては、一年生植物やいくつかの昆虫種が挙げられます。
ハーディ・ワインベルグモデルにおいて、進化が起こるためには世代が重複しないという条件を満たす必要がある。これは非常に限定的で非現実的な仮定だが、捨て去るのは困難である。[2] [自費出版？ ]
重複世代と非重複世代
ハーディ・ワインベルグモデルなどの集団遺伝学モデルでは、種には世代の重複がないと仮定されています。しかし、自然界では多くの種が世代の重複を伴います。世代の重複は例外ではなく、むしろ標準と考えられています。
世代の重複は、長年生き、何度も繁殖する種に見られます。例えば、多くの鳥は数年ごとに新しい巣を作ります。そのため、子孫は成長した後、自身の巣で子孫を育て、親世代もまた繁殖することができます。世代の重複の利点は、集団内の世代間の経験レベルの違いにあります。若い世代は、より経験豊富な年長世代から社会的な情報を得ることができます。[3]同様に、世代の重複は利他的な行動を促進する可能性があります。[4]
重複しない世代は、成体世代が1回の繁殖期後に死亡する種に見られます。例えば、ある種が幼体状態でしか冬を越せない場合、その種は自動的に重複しない世代で構成されることになります。
世代の重複がない種群は、主に一化性昆虫と一部の一年生植物から構成されます。年に一度しか繁殖しない一化性昆虫の一例として、ドーソンズバチ（Amegilla dawsoni）が挙げられます。[5]
一年生植物は1シーズンで枯死しますが、すべての一年生植物が世代の重複を全く伴わないわけではありません。多くの一年生植物は、少なくとも1年間休眠状態を保つ休眠種子を含む種子バンクを有しています。これにより、一年生植物において世代の重複が起こり得ます。[6]
注：一年生植物の栽培化は種子の休眠期間の短縮をもたらした。そのため、これらの栽培化された一年生植物は世代が重複しない。[7]
世代の重複の影響
遺伝的多様性
種が世代の重複を持つかどうかは、新しい世代における遺伝的多様性に影響を与える可能性があります。遺伝的浮動による集団内の遺伝的変異の変化は、世代の重複がある場合とない場合に比べて2倍になることが示されています。[8]
集団遺伝モデルにおける仮定
有効個体群サイズは進化生物学において不可欠な概念ですが、推定が非常に困難であることで知られています。この数値を推定するモデルでは、種が重複世代を持たないと仮定されることがよくあります。しかし、世代が重複すると、対立遺伝子頻度の時間的変動が複雑なパターンを示すため、有効個体群サイズの推定にバイアスが生じる可能性があります。[9]
分子進化の中立理論[10]では、中立遺伝子における進化速度（置換率）は個体群サイズの変動の影響を受けないことが示されている。しかし、これは離散世代を持つ種にのみ当てはまる。この場合、置換率は突然変異率と等しくなる。このモデルに世代重複を組み込むと、置換率は個体群サイズの変動に応じて変化する。個体群サイズが小さい状態から大きい状態へ遷移し生存確率が高くなる場合、また個体群サイズが大きい状態から小さい状態へ遷移し生存確率が低くなる場合、置換率は増加する。[11]
実験
多くの実験では、種は重複しない世代のみで構成されていると仮定されています。例えば、科学者が細菌株の遺伝子変異を調べたい場合、現在の世代（P）の子孫（F1）をすべて調べます。株の遺伝子変異をさらに詳しく調べるために、F1世代の子孫のみで構成される次の世代（F2）を調べます。最初の世代（P）は実験には使用されません。[要出典]
参考文献
- ^ オルセン、ブルース・D. (2009). 進化を通して生物学を理解する（第4版）. Lulu.com. p. 179. ISBN 978-0-557-09539-1。
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- ^ Dukas, R. (2010). 「昆虫の社会学習」.動物行動百科事典. pp. 176– 179. doi :10.1016/B978-0-08-045337-8.00058-9. ISBN 978-0-08-045337-8。
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