生態形態学

生態形態学または生態形態学は、個体の生態学的役割とその形態学的適応との関係を研究する学問です。 ^[1]ここでの「形態学」という用語は解剖学の文脈で使われます。生物が示す形態と生態学はどちらも環境によって直接的または間接的に影響を受けており、生態形態学はそれらの違いを特定することを目的としています。 ^{[2]現在の研究では、形態と}生態学的地位 を結び付けることに重点が置かれており、その際、特性（すなわち、疾走速度、噛む力など）のパフォーマンス、関連する行動、および関係の 適応結果を測定し、それに重点を置いています。

現在の生態形態学的研究は、機能的アプローチと科学への応用に重点を置いています。この分野の拡大により、生物の生態学的構成と形態学的構成の相違に関する議論のさらなる研究が期待されます。

生態形態学の起源は19世紀後半に遡る。^[3] 当時は、主に鳥類の 分類に使用するための形態学的形態の記述と比較が、形態学研究の焦点であった。しかし、1930年代から40年代にかけて、分野としての形態学は縮小した。これはおそらく、新しい技術によって可能になった生物学的調査の新しい領域の出現によるものと思われる。1950年代には、形態学的研究のアプローチが変化しただけでなく、理論的疑問の形で進化形態学が発展し、この分野への関心が再燃した。^[4] 高速映画撮影法とX線映画撮影法によって部位の動きを観察できるようになり、筋電図検査法 によって筋肉活動の統合を観察できるようになった。これらの方法論を組み合わせることで、形態学者は研究の複雑さをより深く掘り下げることができるようになった。 1950年代から60年代にかけて、生態学者は進化や生態学の問題を研究するために形態学的尺度を使い始めました。これは1975年にカーとジェームズが「生態形態学」という用語を作り出したことで最高潮に達しました。 ^[5]翌年、脊椎動物の形態学と生態学のつながりが最終的に確立され、現代の生態形態学の基礎が築かれました。^{[6] [7]}

機能形態学は、様々なレベルの組織化における形態から生じる特徴を扱うという点で、生態形態学とは異なります。^[8]一方、生態形態学は、種を取り巻く生態系に由来することが示される特徴を指します。言い換えれば、機能形態学は形態と機能の関係に重点を置いているのに対し、生態形態学は形態とそれが生じる影響に関心があります。機能形態学の研究では、骨格筋の形態と力の発生や関節の可動性などの物理的特性との関係がよく調査されます。^[9]これは、機能形態学の実験は実験室条件下で行うことができるが、生態形態学の実験はそうできないことを意味します。さらに、機能形態学の研究自体では、種の環境適応に関する結論を出すのに十分なデータが得られません。しかし、これらの研究から得られるデータは、種の生態形態学的適応に対する理解をサポートし、深めることができます。^[3]例えば、マンボウの顎のてこ腕システムの構成、口の大きさ、顎の筋力生成と摂食行動との関係が研究されている。^[10]こうした多様な研究は、一見直感的な概念に科学的な裏付けを与えている。例えば、口が大きくなると獲物のサイズも大きくなる。しかし、それほど明白ではない傾向も存在する。魚の獲物のサイズは、体の大きさよりも摂食装置の特徴に相関しているようには見えない。

上記の研究は、生態形態学に基づく行動研究の一例に過ぎません。この分野では、このような種類の研究がますます重要になっています。行動研究は、機能と生態形態学を相互に関連付けます。この種の研究により、採餌鳥の移動能力などの特徴が食生活の好みに影響を与えることが示されています。 ^{[11]行動研究は、特に}漁業や鳥類の研究でよく行われます。 ^[12]他の研究では、生態形態学の発見を種の食習慣と関連付けようとしています。グリフェンとモスブラック (2011) は、腸の生態形態学の関数として、食事と消費率の違いを調査しました。^{[13]実際、腸の容積は代謝率の増加と正の相関関係にあることがわかりました。}寄生虫の存在は宿主の生息地の利用を変える可能性があるため、生態形態学の研究は、特定の時間空間コンテキストで寄生虫の存在を判断するためによく使用されます。^[14]

生態形態学におけるその他の現在の研究は、生態形態学的研究がより広範囲の生息地、分類群、システムを組み込むことを可能にするために知識基盤を広げることに焦点を当てています。また、進化形態学をよりよく理解するために、系統学や個体発生学などの他の比較分野と生態形態学を統合することにも現在の多くの研究が焦点を当てています。^[15]

生態形態学を理解することは、種内の生物多様性の起源と理由の両方を調査する際に必要です。生態形態学は、サブセットが異なる生態学的ニッチを占め、異なる生殖技術を示し、さまざまな感覚様式を持つ種の形態の変化を理解するために不可欠です。 ^{[15] [16]生物}多様性の高い種を対象 に実施される研究では、種の形態がその生態によってどの程度影響を受けるかが頻繁に調査されます。硬骨魚類は、その長い進化の歴史、高い生物多様性、および多段階のライフサイクルのため、生態形態学の研究によく使用されます。 ^{[15]フライヤーとイルズによって行われたアフリカ}シクリッドの形態多様性に関する研究は、生態形態学を実証した最初の研究の1つでした。これは主に、シクリッドが大きな生物多様性、広い分布、さまざまな生態学的ニッチを占める能力、および明らかな形態の違いを持っ​​ているためです。 ^[17]生態形態学は、種の古生息地やその進化形態を研究するためにもよく使用されます。

ある種が生態学的役割に適応するためにどのように形態学的適応を遂げてきたかという歴史は、その種の古生息地についての結論を導くために利用できる。ある場所で発見された古種の形態は、その生息地の以前の外観と特性について推論するのに役立つ。このアプローチを用いた研究は、その大きな骨格と広範囲にわたる種の拡散のため、ウシ科の 化石を用いて広く行われてきた。^[18]プラマーとビショップは、現存するアフリカのウシ科動物を用いて、その生息地の好みに基づいて動物の古環境を調査する研究を行った。^{[19]ウシ科の}系統発生と生息地の好みの間に見つかった強い相関関係は、形態と生息地の関連づけは分類群に依存していることを示唆している。証拠はまた、以前に存在した生息地の生態形態学のさらなる研究が、特定の生息地に生息する種に関連する系統発生リスクを決定するのに役立つ可能性があることを示唆している。^[18]

進化形態学の研究は、環境に適応するために種が時間の経過とともに形態を変えることに関するものです。^{[3] [16]}これらの研究は、生息地の変化に伴って観察される形態の変化の歴史的物語を提供するために、種グループの特徴を比較することによって行われます。進化形態学の歴史を観察する前に、種の特徴と相同性の背景の歴史がまずわかっていなければなりません。この生物学分野は、進化生物学の名目上の説明を提供するためだけに役立っています。種内の進化を徹底的に説明するには、種の歴史についてのより詳細な説明が必要です。

種の生物多様性と特定の環境との相関関係は、必ずしも生態形態学によるものではなく、むしろ種が形態に適した生態系に移住するという意識的な決定によるものであるという示唆がなされている。しかし、現在この理論を裏付ける具体的な証拠を提供する研究はない。魚類の体形態に基づいて生息地の好みを予測する研究は行われているが、魚類の生息地の好みの相関関係と因果関係を明確に区別することはできなかった。^[20]

Betz, O. (2006)、生態形態学: 形態学的構造の分析における形態、機能、生態学の統合、Mitpeilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Enomologie 15、409-416。