数理モデルを通してみる植物の環境応答力

摘要

行動学の創始者の一人であるNiko Tinbergenは，生 物学の問題に答えるには主に4つの問題設定のやり方が あることを強調した.今ではTinbergenの「4つのな ぜ」としてよく知られている.それは「生物の行動はど のような仕組みで誘発されるか」，「その行動は発育のど の段階で誘発されるか丄「その行動は，その生物にとつ てどのような意味をもっか」，「その行動は系統発生的に どのように生じたか」というもので，大きくわけて先の 2つを至近要因，後の2つを究極要因という.これら4 つのなぜを，植物の環境応答の文脈で捉え直してみる と，先の2つのなぜである環境応答の仕組みや発生につ いては，主にモデル植物を対象とした分子生物学や生理 学において近年研究が進み，高温や乾燥，土壌栄養欠乏 などのストレス環境耐性にかかわる遺伝子やその制御調 節の仕組みが分子レベルで次々と明らかとなってきた. 一方，残り2つのなぜについては，分子メカニズムが未 解明の時代から生態学や進化学において研究がなされ， 植物の環境応答を効率的な生存と繁殖のために発現する 適応形質だとみなし，その進化をもたらした背景が議論 されてきた.これら2つの生物学の側面を接近させるこ とで，植物がいかに生産性を高め多様な自然環境に適応 しているのかその分子メ力二ズムと適応的意義の両方を 明らかにすることが可能になってきている.本稿では，数理モデルがこれら2つの側面の橋渡しとなることを， 植物の開花と成長にかかわるトピックを紹介することで 示したい.