すごい進化ラジオ 繁殖干渉
#すごい進化ラジオ
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【繁殖干渉#01】競争って何? 生態学の根幹を問い直す!
鈴木紀之 Noriyuki Suzuki / Twitter
高校の生物の教科書にも必ず出てくる「競争」。しかし生態学では、50年くらい前から「競争はほんとにあるのか?」と大の大人たちが論争していて、今も決着せずモヤモヤっとした感じになってます
資源をめぐる競争は重要でないとする論拠は、野外では餌が余っていること("世界は緑"仮説)、さまざまな種類が共存できていること(プランクトンのパラドクス)など。詳しくはラジオで!
種間競争
ガウゼによるゾウリムシの実験
ロトカ-ボルテラの競争方程式
すみわけ(棲み分け)
競争排除則
外来種問題
世界は緑(世界は緑仮説, HSS仮説)
green world hypothesis
トップダウン、ボトムアップ
プランクトンのパラドックス
【繁殖干渉#02】虫もお花もみんな「すみわけ」でもなんで?(すごい進化ラジオ)
鈴木紀之 Noriyuki Suzuki / Twitter
蝶マニアが完品の標本を得たいがために、ゼフィルス(ミドリシジミ類)の食草に加えて代用食(飼育下では食べる植物)の解明が進んだ。その事実が後になって生態学の仮説(昆虫と植物の共進化)のテストに貢献した。何がどう役に立つのか分からないもんですね、というお話。
ゼフィルスはマニア垂涎の的、つまり成虫と幼虫の数が少ない、つまりエサである植物はあまり消費されずに余っている、つまりエサをめぐる競争は起こってなさそう。ではなんですみわけ(ニッチ分割)してる?というのが生態学の問い。詳しくは「すごい進化ラジオ」で!
ニッチ分割、くいわけ
チョウ、ミドリシジミ、ゼフィルス
代替餌、代用食
野菊、ノジギク、シオギク
地理的隔離、側所分布
ミドリシジミはきれい、数種、希少ということでマニアに人気
ミドリシジミは種ごとに餌が違う
幼虫はポテンシャルとしては色んな種類の葉っぱを食べられる
野外では棲み分けがされているが、飼育条件で代替餌を食べさせることができる
成虫が実際に卵を産むのは野外では特定の葉っぱだけ
棲み分けをしている=「競争をしている」はず(同じ分布になった場合?)
従来の「競争」とは、餌をめぐる競争
シジミチョウは極めて小さい=そんなに葉っぱ食わない
シジミチョウは希少=個体数が少ない
餌をめぐる競争はないのでは
なんで棲み分けをしているのか?
ノジギクとシオギクが高知の物部川を挟んで東西に分布している
どちらも潜在的には生育できるが棲み分けをしている
なぜ分布が分かれているのか?
川があるから渡れなかった?
地理的隔離
高知にはもっと川幅の広い川が複数あるがそこは渡ってきている
南北ではなく東西なので気候的には同一のはず
庭に植えられていることもある
国内外来種として遺伝子が混ざることも問題視されている
競争?
競争もない
繁殖干渉かもね?
未検証
【繁殖干渉#03】エラーが進化しちゃうワケ(すごい進化ラジオ)
エピソード3は「信号検出理論」について。
進化の結果、生き物の行動は洗練されてゆく...
はずなのに、なぜエラーはなくならないのか?!
最近話題のPCR検査の例を引き合いに、
生き物がどうしてもミスしちゃう合理的な理由について説明します。
行動生態学、意思決定、種分化
信号検出理論、シグナル、ノイズ
PCR、偽陽性、偽陰性
繁殖の偏り、あぶれオス
行動生態学
1970年代から盛り上がり
生き物の行動を進化の観点から分析
生態学が泥沼の議論をしている一方、行動生態学は学問的な勝利と言われるほど成功を収めた
様々な生物の形態や行動について解明されていった
「生き物は進化の過程で無駄をなくしていく」という学問的な流れ
エラーはなくなっていくはず
種分化
世界には様々な種がある=種類がまざらない仕組みがあるはず
種類が混ざらない=交尾をしない
交尾しないために、生物は種類を見分ける行動が進化してきた
種分化の研究で蓄積されてきた
違う種類は交尾しない→繁殖干渉はない
信号検出理論
上記の流れが変わってきた
信号(シグナル)にはノイズが入ってくる
正しいシグナルなのかノイズなのかを見分ける
心理学の分野でよく使われる
曖昧な刺激=不確実性のあるときにどういうことをするか
進化や行動への応用は30年ほど前くらいから
ちゃんと相手の種類を見分けて求愛できるか
トレードオフの関係
エラーを減らすと取りこぼしが増える
どっちがよいか
雄は生涯に1回でも交尾できれば御の字
強い雄が雌を独占するとあぶれ雄が出てくる
雄はミスってもそんなデメリットない
雄は数撃ちゃあたるで行きたい
→繁殖干渉って結構あるんじゃない?
【繁殖干渉#04】科学のパラダイムが変わる時(すごい進化ラジオ)
エピソード4は「パラダイムシフト」について。
斬新な仮説の提唱!も、30年以上注目されてこなかった...
仮説を支持する実験結果!も、急にパラダイムが変わることはない...
生態学では、いろんな生き物で・世界中で検証が進み、
じわりじわりとパラダイム=常識が変わっていきます。
そんな繁殖干渉の研究史をお楽しみください。
ギリシャ神話、サテュロス、パラダイム
競争実験、貯穀害虫、アズキゾウムシ
繁殖干渉(サテュロス効果)
1980年代に理論を提唱
サテュロスのキャラ設定から
自分の種類じゃない相手にも求愛→繁殖干渉
あまり注目・評価されなかった
用語は定まってない=スタンダードになってない=新しい概念
まだメインストリームではない
30年後に再評価
それまでは競争がメインストリームだった
2010年頃からいくつかの研究が同時多発的に出てきた
その中の一つとして日本のマメゾウムシやヨツモンマメゾウムシを使った研究
貯穀害虫と呼ばれる
実験室で競争の研究のために昔から使われてきた
内田俊郎の緻密な研究が有名(実験生態学)
豆の表面に卵を産む
孵化した幼虫は豆の中に潜れる
一つの豆にいくつかの卵が産み付けられることがある(きょうだいであったり、異種間であったり)
限られた餌をめぐる競争
幼虫同士が攻撃しあう
「豆の中で何が起きているのか?」に興味があった
「幼虫の行動」
繁殖干渉は成虫の行動
アズキゾウムシとヨツモンマメゾウムシは交尾することもあるが、あんまりしないらしい
雄が他種の雌を執拗に追いかけ回すらしい
追いかけ回された雌の生涯産む卵の数が減る
追いかけ回された雌寿命が短くなる
交尾はしないものの、ちょっかい行動じわじわとダメージを与える
これは非常に見えにくいこと
ちょっかいの与える方向が一方通行
アズキゾウムシの雄→ヨツモンマメゾウムシの雌に結構いく
ヨツモンマメゾウムシの雄→アズキゾウムシの雌にはあまりいかない
ヨツモンマメゾウムシとアズキゾウムシを50:50で飼育
アズキゾウムシが勝つ
繁殖干渉に強い方の種が種間競争に勝つ
「餌をめぐる競争」もゼロではないが、繁殖干渉とどちらが強力か?
様々な分析がされている
餌をめぐる競争
豆の中で成長するのに2, 3週間くらいかかる=ダメージのタイムラグ2, 3週間ということ
繁殖干渉
ダメージはすぐに起こる
どうもこっちのほうが重要っぽい
内田俊郎の著作によると、晩年、競争実験の結果をうまく解釈できないことがあったらしい
繁殖干渉を持ち出せばそのデータを説明できるかは今となってはわからない
ガウゼのゾウリムシ実験もどうだろう?
ゾウリムシは有性生殖をする
繁殖干渉が重要かもしれない
ガウゼ自身がどのゾウリムシを使っていたか、今となってはわからんらしい
【繁殖干渉#05】テントウムシのサバイバル!(すごい進化ラジオ)
ナミテントウとクリサキテントウ
似てる
交尾して卵までは作れるが卵は孵らない
クリサキテントウは他の種類の