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生態表現型の変異(「生態表現型」)とは、生活段階に応じた表現型の変異を指します。広範囲に生息する種では、遺伝と環境の寄与は必ずしも明らかではありませんが、実験によってそれらの相互作用を判定できる場合があります。
植物
植物は、生態表現型の多様性の最も顕著な例を示している。一例は、森に生育する木が長くまっすぐな幹を発達させ、樹冠の高いところで枝分かれした樹冠を形成する一方で、同じ種が開けた場所で単独で生育すると、地面のずっと低いところで枝分かれした広がった形態を発達させることである。遺伝子型は、表現型の修正や表現においてしばしば大きな柔軟性を持つ。多くの生物において、これらの表現型はさまざまな環境条件下で非常に異なる。植物Hieracium umbellatumは、スウェーデンの 2 つの異なる生息地で生育しているのが発見されている。1 つの生息地は海辺の岩だらけの崖で、植物は茂み、葉は広く、花序は広がる。もう 1 つは砂丘で、植物は平伏して、葉は狭く、花序はコンパクトである。これらの生息地はスウェーデンの海岸沿いに交互に存在し、 H. umbellatumの種子が着地する生息地によって、生育する表現型が決まる。[1] スイカズラなどの侵略的植物は、環境の変化に応じて形態を変化させることで繁栄することができ、 [2]競争上の優位性を得ています。植物の表現型の反応と環境への適応の別の例として、Thlaspi caerulescensが土壌中の金属を吸収し、葉に生息する有害な微生物や細菌から身を守るために活用する方法が挙げられます。[3]維管束植物が環境に対して示すより直接的な反応、たとえば、成長する壁や木に順応する蔓の能力は、メカニズムが関連している可能性があるにもかかわらず、通常は生態表現型とは見なされません。[4]
動物
動物は植物に比べて可塑性がはるかに低いため、生態表現型の変異は注目に値します。遭遇した場合、予期していなければ同定に混乱が生じる可能性があります。最も明白な例は、限られた環境に生息する観賞魚の矮小化など、これもまた一般的な観察です。[5]無性生殖では、親はゲノム全体を次の世代に渡します。遺伝子の突然変異が唯一の遺伝的変異の原因です。有性生殖では、各親が自分のゲノムの半分を子孫に提供します。したがって、子孫は遺伝物質の混合物を含みます。適応は適応度を高める形質であり、自然選択の原動力です。対立遺伝子に関連する適応度レベルは、代替の対立遺伝子と比較することによってのみ確認できます。種の生存率を高める形質は動物の適応度に寄与しますが、選択は生存が生物の生殖成功を改善する限りにおいてのみ、そのような形質に有利になります。より興味深いのは、因果関係があまり明確でない例です。軟体動物では、例えば、カタツムリ科のNucella lamellosa種が挙げられます。この種は、荒くて浅い水域では、深くて静かな水域よりも一般的に棘が少なくなります。[6]淡水 二枚貝では、いくつかの種が湖、小川、大川に生息します。[7]脊椎動物では、マウスの実験で、低温で飼育すると耳と尾の長さが短くなることが示されており、これはアレン則として知られています。[8]
人間
人間の場合、ライフスタイルの選択による環境の違いは考慮すべき事項です。たとえば、ビール片手にテレビの前のソファで多くの時間を過ごす人と、ジムやサッカー場で時間を過ごす人の違いは顕著です。フランツ・ボアズは、頭位指数は子供の遺伝的または文化的遺産とは関係なく、ある程度は子供が生まれた場所に依存していることを発見しました。 [9] 環境の違いが身体的および/または行動的変化を引き起こすもう 1 つの方法は、大きなストレスにさらされることです。これはさまざまな影響を引き起こします。慢性的なストレスは、多くの人に健康上の問題を引き起こすことが証明されています。「幼少期に恐怖や拒絶に対処しようとすると、その後の人生で心理的な行動パターンが確立されます。これらの行動は、今度は脳の神経系の生化学的不均衡に影響します。これらの不均衡の変化は、今度は行動を強化し、サイクルが繰り返されます。」 「体は、健康的な動的バランスを取り戻そうとするため、過度のストレスに生化学的に反応します。」 「心理的にストレスの多い状況では、体の不均衡を改善するためにホルモンが作用することがあります。」[10]
ストレスに対する生物学的反応である一般適応症候群には、3 つの段階があります。1.) 「警戒行動」 - 心拍数が上昇し、血糖値が上昇し、瞳孔が拡張し、消化が遅くなります。2.) 「抵抗」または「適応」段階 - 身体は緊急覚醒を引き起こした損傷を修復しようとします。3.) 「消耗段階」 - 身体は病気になります。精神的には、神経症や精神病性障害によって、または身体的には、いくつかの種類の心臓血管疾患や腎臓疾患、そして非常に一般的には、特定の種類の喘息を引き起こす可能性があります。[10]
参考文献
- ^ 「Botany online: Evolution: The Modern Synthesis - Phenotypic and Genetic Variation; Ecotypes」。2009年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年12月29日閲覧。
- ^ Schweitzer, Jennifer; Larson, Katherine (1999). 「外来スイカズラ種の形態学的可塑性が高いため、在来種よりも侵入種として優れている可能性がある」。Journal of the Torrey Botanical Society . 1 (126). jstor.org: 15–23. doi :10.2307/2997251. JSTOR 2997251.
- ^ 「植物は金属で『装甲』する」 Science Online. Facts On File, Inc. Web. 2013年5月10日閲覧。
- ^ Gibson, J. Phil、および Terri R. Gibson。「植物と環境」。Science Online。Facts On File, Inc. Web。2013 年 5 月 10 日閲覧。
- ^ カレン、キャサリン。「進化」。サイエンス・オンライン。Facts On File, Inc. Web。2013年5月10日閲覧。
- ^ Abbott, RT、1968年『北米の貝殻』ゴールデンプレス、ニューヨーク。
- ^ Burch, JB、1975年「北アメリカの淡水ユニオンアセアン貝類（軟体動物、ペリキポダ）. 貝類出版物. p 39.
- ^ ウィリアム・アシュワース、チャールズ・E・リトル。「アレンの法則」。サイエンス・オンライン。Facts On File, Inc. Web。2013年5月10日閲覧。
- ^ Rice, Stanley A.「環境心理学」。Science Online。Facts On File, Inc. Web。2013年5月10日閲覧。
- ^ ab Davis, J. (1984) エンドルフィン。ガーデンシティ、ニューヨーク：ダイアルプレス。