Research press release

【進化】平均的が一番というわけでもない

Nature Communications

Evolution: Mr & Mrs Average may not come out on top

ある特定の性質の望ましいレベルというものは、過剰と不足という極端な状態の中間であることが多い。しかし、過剰という極端状態にやや偏っている方が個体の生存が最適化する可能性のあることがモデル作成研究によって明らかになった。この新知見は、自己免疫疾患が発生し、それが維持される過程を説明できる可能性がある。その一例が、自己免疫疾患患者で、外敵から効果的に身を守ることができるが、健康な体内組織も攻撃するという犠牲を払っている。同じことが、アナフィラキシーショックについても言え、比較的害の少ないアレルゲンが、命にかかわる可能性のある全身性免疫反応を引き起こすのだ。

今回、Mark Urbanたちは、やや偏りのある生存の最適化が、生態・進化的フィードバックを介した著しい防御の発生を促進するために十分なことを示す理論的枠組みを明らかにした。

防御行動への過剰な投資は、体が通常無視すべき状況や物質に対して反応が生じることを示唆している。今回発表された新しいモデルは、個体の生存が防御に対する投資と指数関数的に関連していることを示唆しており、患者が完全に防御された状態に達する閾値の存在を示している。このモデルを、投資の増加に応じた繁殖力の線形的減少と組み合わせれば、繁殖力の低下を最小限に抑えつつ、できる限り高いレベルの防御を実現できると考えられるのだ。ただし、Urbanたちは、個体の集団が、よく適応した個体と適応できない個体によって常に構成されている点を指摘し、適応できない個体が外敵の繁殖を促進するため、集団全体では、防御のためにさらに多くの資源を投資するように強いられているという考え方を示している。

Often the desirable level of any particular characteristic is something that sits in the middle between the extremes of excess and deficiency. However, the optimal survival of an individual could be slightly skewed towards the excess extreme reports modelling work in Nature Communications. This finding could explain how autoimmune diseases evolve and are retained. An example of this is seen in individuals with autoimmune disorders where they are effectively able to defend themselves against enemies, but at the cost of also attacking healthy tissue. This is also the case in anaphylactic shock, where comparatively harmless allergens provoke potentially fatal systemic immune reactions.

Mark Urban and collaborators present a theoretical framework, where slightly biased optimal survival is enough to promote the development of extraordinary defences through eco-evolutionary feedbacks.

Excessive investments in defence behaviours suggest a reaction to situations and substances that the body should normally ignore. The new model suggests that an individual’s survival is exponentially related to the investment in defence, with a threshold after which the victim is invulnerable. This, combined with a linear decrease in fertility with increasing investment, should lead to the highest possible level of defence that compromises the least in fecundity. However, the authors note that the population will be always composed of well adapted individuals and maladapted ones and they suggest that those maladapted individuals will promote enemy reproduction, pushing the population in general to invest even greater resources in defence.

doi: 10.1038/ncomms3085

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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