環境変動は救いか脅威か? 進化の二面性

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2026-06-25 国立遺伝学研究所

国立遺伝学研究所の山道雅人教授らの研究グループは、環境変動の大きさが生物の適応進化に与える影響を、淡水性植物プランクトンのクロレラを用いて実験的に検証した。塩分濃度を12週間かけて徐々に上昇させる条件で、環境変動幅の異なる培養実験を行った結果、実験終了時の塩分条件では、変動幅が大きい環境を経験したクロレラほど増殖速度が低下した。一方、さらに高い塩分環境では逆に増殖速度が高くなり、より強い環境ストレスへの適応能力を獲得していた。数理モデルによる解析でも同様の結果が得られ、環境変動は進化を阻害する一方で、将来のより厳しい環境への適応を促進するという「二面性」を持つことが示された。この成果は、環境悪化による絶滅を進化によって回避する「進化的救助」の理解を深めるとともに、生物多様性保全では環境の平均値だけでなく変動幅も考慮する必要性を示す重要な知見となった。

環境変動は救いか脅威か? 進化の二面性

画像クレジット:フラスコのイラストは TOGO Picture Gallery(https://doi.org/10.7875/togopic.2011.9)、塩のイラストは Servier Medical Art(https://smart.servier.com/smart_image/salt-shaker/)を使用。いずれもCreative Commons Attribution 4.0 International License(CC BY 4.0)に基づき利用。

<関連情報>

環境変動が進化救済に及ぼす両刃の刃のような影響 The double-edged effect of environmental fluctuations on evolutionary rescue

Shota Shibasaki,Masato Yamamichi
Evolution  Published:06 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/evolut/qpag034

Abstract

Recent studies revealed that contemporary evolution can prevent population extinction in deteriorating environments. Such evolutionary rescue has been intensively studied, but few have focused on environmental fluctuations. As global changes alter both the mean and variance of environmental variables, it is crucial to understand how environmental fluctuations affect evolutionary rescue. Here, through the evolution experiments on green algae Chlorella vulgaris, we show that increasing the amplitude of environmental fluctuations around long-term deteriorating trends has negative and positive effects on evolutionary rescue. We first increased the salinity level gradually to 0.6M NaCl and found that the algae exposed to large fluctuations tended to grow more slowly. This seems to be because large fluctuations produce an episode of a huge environmental change, which can increase adaptation lag. Then, we increased the salinity level to 1M NaCl and found that the algae exposed to large fluctuations grew, while those exposed to smaller or no fluctuations did not. This seems enigmatic, but our mathematical model suggests that trait variance within a population might increase under large fluctuations, which can promote adaptive evolution. Our results highlight the complex role of environmental fluctuations in evolutionary rescue, calling for more investigations to understand evolutionary rescue in nature.

生物環境工学
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