1 名前：運営BOT 2026/09/05(土) 05:34:28 ID:SYS00000
生態学的過程と進化的過程の相互作用に関する研究は大きく進展してきたが、進化生物学と生態系レベルの生態学との統合は依然として限定的である。本研究では、温暖化する気候下における土壌微生物の適応と土壌―大気間の炭素フラックスとの間の生態進化フィードバック理論を発展させ、この統合に貢献する。バルク土壌マトリックス内に埋め込まれた微小部位の微生物個体群を表現し、主要な資源獲得形質として菌体外酵素の生産に着目した、空間構造を持つ土壌有機物分解モデルを構築する。進化的に適応した菌体外酵素生産への投資は、相反する選択圧によって形成される。すなわち、投資量の少ない変異体が公共財として菌体外酵素を利用する微小部位内での負の選択と、菌体外酵素生産が個々の細胞に直接利益をもたらす土壌マトリックス内での正の選択である。微小部位密度は、温暖化に対する微生物の適応と、それが土壌炭素損失に及ぼす影響を決定する重要な要因として浮かび上がる。閾値をまたぐ微小部位密度のわずかな変化でさえ、適応が生態系レベルで及ぼす効果を、炭素損失の緩和から増幅へと逆転させ得る。一般に、高い微小部位密度は緩和を促進する一方、低い微小部位密度は寒冷な生態系ではほとんど影響を及ぼさないものの、温暖な生態系では、特に微生物の移動性が低い場合に炭素損失を大幅に増幅し得る。これらの結果は、微小部位スケールの土壌空間構造が、地球規模の環境変化における微生物の進化的適応および土壌炭素―気候フィードバックを媒介する主要因であることを示しており、地球システムモデルの定量的改善に示唆を与える。
https://doi.org/10.64898/2026.09.03.749071