相対成長工学

相対成長工学は、生物の個体群における体の大きさや形状のスケーリング関係を実験的にシフトさせるプロセスです。より具体的には、複雑な表現型の構成要素形質間の密接な共分散を、ある形質の分散を別の形質と比較して変更することで実験的に破壊するプロセスです。通常、体の大きさは 2 つの形質のうちの 1 つです。2 つの形質の測定値は互いにプロットされ、スケーリング関係は次のように表すことができます。この種の操作では、切片 ( b )、傾き ( m )、またはその両方をシフトしてスケーリング関係を変更し、新しい変異体を作成します (詳細については、相対成長を参照してください)。これらの新しい変異体は、パフォーマンスや適応度の違いについてテストできます。注意深いテストを通じて、形質スイートの各コンポーネントを順番にテストし、各部分が複雑な表現型全体の機能にどのように貢献しているか、そして最終的には生物の適応度を判断できます。この手法では、形態を調整して互いに一致させ、パフォーマンスを比較することで、サイズの異なる生物グループ内またはグループ間で比較できます。^[1]${\displaystyle log(y)=mlog(x)+log(b)}$

相対成長工学は、トカゲの一種Sceloporus occidentalisにおけるデイビッド・ラックの仮説を検証するために使用されてきた。^[1]この研究では、卵黄の量を操作してグループ間のサイズの違いの影響を排除することで、2 つの集団がもう一方の集団の形態に適合するように「設計」された。操作後、速度は体の大きさに反比例することが判明した。

ゴキブリ（ Diploptera punctata ）の卵巣を外科的に除去することで、母性投資を「相対成長的に操作」しました。^[2]これにより、子孫の数が効果的に減少し、各子孫への資源の割り当てが増加しました。研究者らは、この操作をグループ効果（大規模なグループでのより速い発達）と組み合わせ、母性投資がグループ効果を克服できることを発見しました。

オスのオナガゴメドリ（Euplectes progne）は、約50センチにも及ぶ非常に長い尾羽を持っています。^[3] オスの尾羽は切り取られて接着され、尾羽を人工的に長くした個体が最も多くの交尾を獲得し、メスの好みが明らかになりました。

Zonosemata vittigera というハエの羽には縞模様があり、ハエトリグモの動きを模倣していることがわかった。Greeneらは、このハエの羽を切り取って一般的なイエバエに移植することで、行動と形態の相関関係を崩し、新たな表現型を作り出した。^[4]この操作により、他の捕食者ではなく、ハエトリグモの攻撃を阻止するのは行動と縞模様の組み合わせであることが実証された。

現在、切断やクロッピング、卵黄の操作、ホルモン治療、母体への割り当て、温度操作、栄養状態の変更などが行われている。^[5]それぞれの方法には、実験を計画する前に考慮すべき利点と落とし穴があることは間違いないが、これらの技術は比較生物学と進化生物学における新たな研究の道を切り開いている。

• 相対測定
• クライン
• 表現型の可塑性