谷内 茂雄 研究室

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京都大学生態学研究センターからお届けしています。

理論生態学の楽しみ

　私の専門は、理論生態学（theoretical ecology）です。理論的な考え方と数理モデルを使って、生物の人口変動や感染症の動態、異なる生物種間の共生・共進化、生物多様性と生態系の関係、生態系再生の方法、生態系と人間社会の相互作用など、地球の生態系に起こっているさまざまな生態現象の謎解きに挑戦します。

　理論生態学では、広く生態・進化・環境に関わる現象や仮説を、数式を使ったモデルに翻訳して解析します（「モデリング (Modelling)」とよんでいます）。自分の理解したい現象や仮説のエッセンスを１つのモデルに捉えようと、あれこれ考えてモデルをつくり直しながら解析していく過程で、その現象や仮説の理解が格段に深まります。 モデリングを通じて深まる理解が実験やフィールド研究の新たな発想や作業仮説へとつながり、新たな理論的課題を生み出す、それが理論生態学の強みであり楽しみです。

研究テーマ

　私の研究テーマは、（１）地球生態系の謎解き、（２）流域生態系の管理です。
　生物個体から構成される個体群や群集・生態系は、いわゆる「複雑適応系(complex adaptive system)」としての性質を備えているため、相互作用による遷移や進化によって思いもかけないマクロな現象・パタンを生み出します。 理論的な視点からは、（１）は複雑適応系のダイナミクスの研究、（２）は複雑適応系のマネジメントの研究と位置づけています。

　（１）地球生態系の謎解き
　約40億年前に地球に生命が誕生してから、さまざまな生態・進化プロセスを経て現在の地球生態系ができあがったわけですが、この地球生態系とは総体としてどういう世界なのでしょうか？
　いいかえると、生命という現象が地球という惑星に展開した地球型生命の世界とはどういうものなのでしょうか？　地球とはどのような特徴を備えた生態系なのでしょうか？　また、地球型生命の世界の特徴はどれだけ普遍的なのでしょうか？　これらの問いにこたえることが現代の生態学の大きな目標の一つだと私は考えます。

　地球の森林、草原、河川、湖沼、海洋などの生態系にはバクテリアや原生生物などの「微生物（微視的な生物）」から、動物、植物、菌類など多細胞からなる「巨視的な生物」に至る多様なサイズの生物群が、それぞれ特徴的な時空間スケールで生活しています。 地球という惑星における、この冪（べき）乗レベルの大きなサイズの違いを有する多様な生物の共存関係はどのようなもので、いかなるメカニズム・プロセスによって形成されてきたのでしょうか？
　現時点では、地球以外の生命現象との比較はできませんが、それでも、多細胞生物の出現を契機とした地球生態系の重層的な時空間スケールの形成という問題に着目することが、地球生態系の総体としての理解を一段深める上で、ひとつのカギになると私は考えています。

多細胞生物成立の謎解き

　多細胞生物は、有性生殖をおこなうとともに、多様なボディプラン・ボディサイズを創出することで、生物界の多様性を飛躍的に高め、現在の生物の多層的な時間空間パタンの形成に大きな影響を与えたと考えられます。
　多細胞生物は、クローン細胞集団の利他行動によって「個体」としての統一性・機能性を維持しています。
　この多細胞生物の個体性（individuality）の成立過程において、自然選択は遺伝子、細胞、個体の各階層にどのようにはたらいたのでしょうか？私は、多細胞生物の本質と地球生態系の骨格を理解することを目標に、この問いに対する諸仮説の理論的検討を進めています。

　（２）流域生態系の管理
　この研究は、地球環境学（Global environmental studies）のテーマとして取り組んでいます。
　地球生態系に現生人類（新人・人間）が生まれてわずか10万年ですが、人間は地球生態系を劇的に変えてしまいました。 人間が地球という惑星で持続的に生きていくには、私たちの社会の仕組みを大きく変えていく必要があるといわれています。しかしどのようにして可能なのでしょうか？

　この問題に取り組む上では、流域管理に着目することがひとつのカギになります。流域は人間の生活に密着した治水や利水の単位になるだけでなく、河川や湖沼の生態系を保全・再生する上でも自然な管理の空間単位です。私は、地域社会と流域生態系が共存できる流域管理のしくみづくりが、地球スケールの環境問題の解決にもつながる、と考えています。

　私の研究内容は、その時々に関心や関わりを持った具体的な現象や課題の積み重ねですが、ひとつひとつの謎解きを通じて、自分が生まれて生きている地球生態系の全体像に迫っていきたいと考えています。

　研究の具体的な紹介は「Research（研究）」をご覧ください。