サケ科魚類における密度依存的成長抑制は戦略の進化的な双安定性を引き起こす

Density-dependent growth suppression in Salmonids induces the evolutionary bistability of strategy

堀田 淳之介（九州大学大学院システム生命科学府数理生物学研究室)

http://bio-math10.biology.kyushu-u.ac.jp/member/first.html#horita

ある種の生物が複数の生活史戦術を使い分けることはよく知られている (代替生活史戦術)。たとえば、多くのサケ科魚類では、河川で生まれた後に、河川に残る残留型と海に下る降海型二つの戦術から一つを選ぶ。この選択は稚魚の時期になされ、体サイズが大きいほど残留型を選ぶ傾向があると考えられている。この傾向は、状態依存戦略モデル(status-dependent strategy)によって理解されており、各戦術を採用したときの期待適応度が意思決定時の体サイズの関数になっている場合、より適応度の高い戦術を採ることで実現する。この考え方に基づくと、各戦術の期待適応度関数の交点は戦術が切り替わる閾値サイズとなる。

河川では、餌場を奪い合う干渉型競争が知られており、栄養価の高い餌が得られる表層付近は大型個体により占められ、小型個体は川底の餌を食べる。このことから、我々は河川内での残留型成魚の個体密度が大きいほど稚魚の成長が抑制されると仮定し、河川での密度依存的な稚魚サイズモデルを構築した。本研究では、サケ科魚類の生活史意思決定において、密度依存的成長抑制が生じた際に、戦術の動態と、戦術を分ける閾値の進化にどのような影響が及ぼされるかを調べた。

その結果、生態的な影響として、稚魚の成長抑制の強さによって戦術の安定性が変化し、毎年の降海型割合がある値に安定する場合と、大きく振動し続ける場合が見られることが分かった。また、閾値が進化するとき、進化平衡点は二つ存在した。初期値によって平衡点に収束し、平衡点間では、降海型の割合が異なった。この結果は同様の環境有する個体群であっても、進化的な履歴の違いから生態的に異なる挙動を示す可能性を示唆する。

(This talk will be given in Japanese with ppt slides written in English)