景観ゲノミクス

景観ゲノミクスは、環境要因と、気候や土壌などのこれらの要因に応じた生物の遺伝的適応との関係を特定するために用いられる多くの戦略の1つである。 ^{[1]景観ゲノミクスは、}景観生態学、集団遺伝学、景観遺伝学の側面を組み合わせたものである。後者は、景観の特徴が時間と空間を超えて生物の集団構造と遺伝子流動にどのように影響するかを扱っている。景観ゲノミクスの分野は、中立的な遺伝的プロセスに焦点を当てるのではなく、漂流や遺伝子流動などの中立的なプロセスに加えて、明示的に適応的なプロセス、すなわち自然選択の役割を考慮するという点で、景観遺伝学とは異なる。^[2]

集団ゲノミクスでは、集団内の高い遺伝的変異を特定することを目的とした外れ値検定を利用して遺伝的変異を特定します。^[1]しかし、景観ゲノミクスではより微妙な形態の遺伝的変異を検出できます。さらに、外れ値検定は、遺伝的変異を引き起こした局所環境からの選択圧の特定を目的としておらず、またその特定を容易にすることもありません。^[1]対照的に、景観ゲノミクスは、局所環境要因から直接生じるゲノムの変化を特定することを目的としています。

景観ゲノミクスは、遺伝子マッピングにおける最近の技術進歩によって可能になった比較的新しい分野です。ゲノミクスはゲノムの研究であり、1 つの生物のすべての遺伝子の集合とも呼ばれます。景観遺伝学では、一度に 5 ～ 20 個の遺伝子マーカーを監視できる技術を使用しますが^[3]、技術の進歩により、現在では追加の種類の遺伝子マーカーを含むゲノム全体をマッピングできるようになりました。景観ゲノミクスは適応マーカーを分析しますが、景観遺伝学では中立マーカーのみを分析します。^[3]ゲノミクスの分野は、AM Maxam と W. Gilbert によって新しい技術が発見された 1970 年代に成長し始め、^{[4]広く認知された}ヒトゲノム プロジェクトとともに進歩を続けました。景観ゲノミクスの分野を生み出したのは、ゲノミクスで使用される技術と戦略を景観遺伝学に適用したことでした。^[3]

景観ゲノミクスは、いくつかの研究分野を活用しています。環境関連分析は、適応プロセスと遺伝子マーカーを地域の環境要因にリンクするために使用されます。^[1]これは、水の塩分濃度や高度など、1つの環境要因を選択して行われることがよくあります。次に、この要因からの連続データを、同じ時間と場所に生息する生物の遺伝子多型データと照合し、データ分析を行って潜在的な相関関係を検出します。^[1]

環境要因との相関関係を研究する遺伝子マーカーを特定するためには、 遺伝子配列の解析も必要です。

景観ゲノミクスは、生物が変化する気温や気候にどのように反応するかに基づいて、気候変動の潜在的な影響を調査する機会を提供してきました。ある例では、研究者はいくつかのクロハンノキの個体群を研究し、景観ゲノミクスを通じて、この個体群が気温や緯度の変化に非常に適応していることを発見しました。 ^[5]これは有意義な意味を持ち、研究者がクロハンノキが将来気候変動にどのように反応するかを予測するのに役立ちます。^[5]クロハンノキの生態学的役割に関する補完的な研究と合わせて、クロハンノキの個体群を取り巻く環境がどのように変化するかを予測することもできます。