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生態学:共進化した相利共生ネットワークでは間接的影響が種の適応度を形作る

Nature 619, 7971 doi: 10.1038/s41586-023-06319-7

生態学的相互作用は、地球の生物多様性を維持する主要な力の1つである。生態学や進化学の研究では、隔離された対相互作用の研究を拡張させて相互作用する種のネットワークを含むようにした際に、そうした相互作用が種の適応度にどのような影響を与えるかを明らかにすることが大きな課題となっている。ネットワークでは、さまざまな種が引き起こす影響の連鎖が、直接は相互作用しない他の種に対して間接的な影響を与えており、多様な生態学的相互作用(相利共生など)の最終的な適応度に影響が及ぶ可能性がある。今回我々は、186の実験的相利共生ネットワークに解析手法と数値シミュレーションを適用し、直接的影響と間接的影響の両方が、これらのネットワークで共進化する種の適応度をどう変化させるか明らかにする。種の適応度は概して、相利共生相手の数とともに高まるが、多様な種にわたって見られる適応度の差異は、その大半が間接的影響によって駆動されていた。こうした間接的影響は、共進化する種がその相利共生相手や環境中の選択圧の他の原因に適応するのを妨げ、結果としてそれらの適応度を低下させていることが分かった。そうした適応度の低下はネットワーク内に予測可能な形で分布しており、周縁部の種は中心部の種よりも多くの間接的影響を受け、適応度がより大きく低下する。こうしたトポロジー効果は、ミツバチによる花粉媒介ネットワークへの侵入に関する実験的研究の解析でも明らかに認められた。ミツバチがネットワーク内で中心的な種として組み込まれると、他の複数の種に対する間接的影響への寄与が大きくなり、それらの種の適応度は低下した。本研究は、間接的な影響が、種数の多い相利共生的群集の適応地形を、なぜ、どのように支配し得るかを明らかにしている。

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