身勝手な競争が集団サイズを安定化させる
2018/11/14 京都大学
小林和也 フィールド科学教育研究センター講師は、性淘汰のうち特に「性的嫌がらせ」(生まれてくる子供の数が減ってしまうかわりに競争相手よりも自分の子供の割合を高める性質)が、生物多様性を維持している可能性を理論的に示し、シミュレーションによってこの理論が上手く機能することを示しました。なお、本研究における「性的嫌がらせ」とは、自然界の繁殖行動上の現象を示す生態学の用語であり、社会問題としての「性的嫌がらせ」(セクシュアル・ハラスメント、セクハラ)とは一切関係ありません。
本研究成果は、2018年11月14日に英国の国際学術誌「Journal of Ecology」にオンライン掲載されました。
研究者からのコメント
自然界には多種多様な生き物がいますが、それらの生き物の特徴的な色や形の多くは繁殖に関わる性質です。特に種類を見分けるのに役立つ性質、例えば植物の花の形や鳥の鳴き声は、まさに生物多様性の中心的存在です。そのため、有性生殖は多様性創出メカニズムとして有力なものと考えられてきました。今回の研究によって、性が多様性を生み出す原動力であるばかりではなく、多様性の維持にも貢献している可能性を示すことが出来ました。
概要
自然界に多種多様な生物がなぜ共存できるのか、なぜ一番強い種類だけにならないのかという問いは生態学における重要な未解決問題の一つです。
本研究では、自然界の繁殖行動上の現象としての「性的嫌がらせ」に着目しました。「性的嫌がらせ」は、交尾を巡って競争する場合には有利ですが、競争相手が不在で確実に交尾が出来る場合には子供の数が減ってしまうため不利になります。つまり、個体数が多く交尾を巡る競争が激しい場合には、「性的嫌がらせ」が起きて子供の数を減らしてしまいますが、個体数が少なく競争が起こらない場合には、「性的嫌がらせ」が起きないため、子供の数が増えます。結果として、個体数が多い種では「性的嫌がらせ」が激しくなって個体数の増えすぎを防ぎ、逆に個体数が少ない種では「性的嫌がらせ」が起こりにくいため個体数が増えやすくなります。
本研究では、このメカニズムを数学的に解析し、多様な種が共存できることが示されました。また、実際に自然界で観察される種ごとの個体数分布を再現することにも成功しました。
図:本研究では性淘汰により生物多様性が維持されている可能性が示された。
書誌情報
【DOI】https://doi.org/10.1111/1365-2745.13088
Kazuya Kobayashi (2018). Sexual harassment sustains biodiversity via producing negative density-dependent population growth. Journal of Ecology.
詳しい研究内容について
―身勝手な競争が集団サイズを安定化させる― 概要
京都大学フィールド科学教育研究センター 小林和也 講師は、性淘汰のうち特に「 性的嫌がらせ」が生物多 様性を維持している可能性を理論的に示し、シミュレーションによってこの理論が上手く機能することを示し ました。
自然界に多種多様な生物がなぜ共存できるのか、なぜ一番強い種類だけにならないのかという問いは生態学 における重要な未解決問題の一つです。本研究では「性的嫌がらせ」(生まれてくる子供の数が減ってしまう かわりに競争相手よりも自分の子供の割合を高める性質)に着目しました。 性的嫌がらせ」は、交尾を巡っ て競争する場合には有利ですが、競争相手が不在で確実に交尾が出来る場合には子供の数が減ってしまうため 不利になります。つまり、個体数が多く交尾を巡る競争が激しい場合には、 「性的嫌がらせ」が起きて子供の 数を減らしてしまいますが、個体数が少なく競争が起こらない場合には、 「性的嫌がらせ」が起きないため、 子供の数が増えます。結果として、個体数が多い種では「性的嫌がらせ」が激しくなって個体数の増えすぎを 防ぎ、逆に個体数が少ない種では「性的嫌がらせ」が起こりにくいため個体数が増えやすくなります。本研究 では、このメカニズムを数学的に解析し、多様な種が共存できることを示しました。また実際に自然界で観察 される種ごとの個体数分布を再現することに成功しました。
本成果は、2018 年 11 月 14 日に英国の国際学術誌 「Journal of Ecology」にオンライン掲載されました。本研究により柱頭で生じる 性的嫌がらせ」によって植物の多様性が維持されている可能性が示されました。
*本研究における「性的嫌がらせ」とは自然界の繁殖行動上の現象を示す生態学の用語であり、社会問題としての「性的嫌がらせ」(セクシュアル・ハラスメント、セクハラ)とは一切関係ありません。
この状況を数式で表現し、その生物の個体数に対して最適な「性的嫌がらせ」の程度(どのくらいまで子供の 数を減らしてでも競争に強くすべきか)を解析したところ、確かに個体数が多くなると「性的嫌がらせ」が激し くなって子供の数が減り、個体数が少なくなると「性的嫌がらせ」が弱まって子供の数が増えることが分かり ました。このメカニズムを組み込んだシミュレーションを行ったところ、十分に広い空間があれば数百種類の 生物が 10,000 世代にわたって共存できることが示されました。
これらの結果は、種内の交尾を巡る競争がその生物の個体数に影響するだけなく、生物多様性のような地域 の生態系全体の性質にも影響しうることを示した点において重要な意義を持ちます。
タイトル:Sexual harassment sustains biodiversity via producing negative density-dependent population growth. (「性的嫌がらせ」が個体群成長に負の密度依存性をもたらすことで生物多様性を維持する)
著 者:小林和也
掲 載 誌:Journal「of「Ecology

実際に論文中で解析に用いた数式。数式中で、W は「 性的嫌がらせ」の強さ h*を持つ個体が得られる子供の数、n は交尾 を巡って争っている個体の数、h は競争相手の持つ「性的嫌がらせ」の強さ、F は「性的嫌がらせ」が無かった時に生まれ てくる子供の数を示します。