Evolutionary origin of power-laws in Biochemical Reaction Network; embedding abundance distribution into topology

The evolutionary origin of universal statistics in biochemical reaction network is studied, to explain the power-law distribution of reaction links and the power-law distributions of chemical abundances. Using cell models with catalytic reaction network, we find evidence that the power-law distribution in abundances of chemicals emerges by the selection of cells with higher growth speeds. Through the further evolution, this inhomogeneity in chemical abundances is shown to be embedded in the distribution of links, leading to the power-law distribution. These findings provide novel insights into the nature of network evolution in living cells.Comment: 11 pages, 3 figure

トランスアンデス型分布植物の起源と分散過程の解析: 北からか、南からか

前々・前年度収集した植物資料の集団遺伝学的・分子系統学的解析を進めた。本年度の現地調査は次のように計画され,実行された。前年度の結果よりグンネラ属等がアンデス沿いに分化していった過程の解析に最適であることが判明したので,さらに詳細に資料収集を行った。また,同様にグンネラほど集団密度が高くないにしろ分布範囲が広く,解析に適した,ユキノシタ属の1種,カタバミ属の1種,フウロ属の1種等も重点対象種とした。すなわち結果として,チリ,ボリビア,エクアドル,アルゼンチン,そして同種が著しい隔離分布を示しているとされるニュージーランドとタスマニア(オーストラリア)において,さまざまな地域より集団サンプリングを行った。グンネラにおいては1集団より30個体以上からのサンプリングを基本として合計50集団以上から資料を収集することが出来,他の種類については可能な限り多数の個体と集団よりサンプリングを試みた。いずれの地域も交通手段はレンタカーしか無いために多人数での調査は困難なため,調査班を3班に分け,さらに南米域の植物に詳しい者と植物採集に長けた者との2名を研究協力者として参加を要請し,調査班を構成した。本年度収集品は前々・前年度の収集品と合わせ,集団遺伝学的・分子系統学的解析を行っているところである。Population genetical and molecular phylogenetical analyzes were made for the materials collected in the previous expeditions in 2000 and 2001. We planned the following schedules for the expedition of the present year: collection of Gunnera magellanica in much more detail and wider regions (at least 30 plants for each population); and also, Saxifraga magellanica, Oxalis magellanicus, and Geranium sessiliflora from wider region (at least 30 plants for each population). Then we decided to botanize C. and southernmost Chile, south and southernmost Argentina, alpine Bolivia, alpine Equador, alpine New Zealand and alpine Tasmania. In the latter two localities, Oxalis magellanicus and Geranium sessiliflora, same species as in S America, were reported.研究課題/領域番号:11691179, 研究期間(年度):1999-200

ヒトツバタゴは雄性良性異株である

[雑録] Miscellaneous note

図鑑, 植物誌における問題点: 1. モクレン科, バンレイシ科

[雑録] Miscellaneous note

Anuran calcitonins are diverse in lower vertebrates

金沢大学環日本海域環境研究センター生物多様性研究部門We investigated the nucleotide sequences of cDNA fragments coding calcitonin from ultimobranchial glands in 2 species of urodelans (1 salamander and 1 newt) and 4 species of anurans (1 toad and 3 frogs) by the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) method and rapid amplification of cDNA ends (RACE)-PCR method. The salamander and newt calcitonins were each 97% and 94% similar to the lungfish and caiman calcitonins that we have already reported, in the amino acid sequences. However, anuran calcitonins were not only dissimilar (63-81%) to the lungfish and caiman calcitonins but also diversified (59-91%) even among anurans. The sequence identity of toad calcitonin was always low (59-66%) among anurans

固有遺存植物における遺伝的多様性: アリル間系統関係の解析の試みとその適用

固有遺存植物は多くの場合,その生育地が分断され,小集団が点在している。このような種における遺伝的多様性の解析はこれまでにあまりなされていないし,一方でにもかかわらず,その実体の解明は種の保全の観点からもたいへん重要である。こうした背景で本研究を進めた。さて,集団の遺伝的多様性の解析は従来アイソザイムを用いる手法によって主に行われてきた。アイソザイムでの分析の解像力がちょうど集団内,集団間の解析に向いているからであるが,一方,それ以上の解析には進めないといううらみがあった。しかし,DNAの塩基配列の解析はもっと大きなレベルか逆に親子関係レベルの解析かの両極端でしか現在のところ用いることが出来ない。そこで本研究ではアイソザイムの結果をさらにDNAレベルでアイソザイムそのものの系統関係を調べることを目的とした。DNAではアイソザイムの同義置換をも解析出来るなどの利点があるからである。具体的には固有遺存植物としてヒトツバタゴを取り上げ,まずそのアイソザイムレベルの解析を行った。その結果は論文として出版した。ヒトツバタゴは日本では岐阜県の東濃地方と対馬とだけに極めて局限されて分布し,かつ個体密度の違いなど,典型的な遺存状態を示している。解析の結果,東濃地方は生育面積は対馬の集団よりもはるかに大きいにもかかわらずその遺伝的多様性はかなり低い傾向にあり,また両集団間ではある程度の遺伝的な隔たりがあることが判明した。この違いをアロザイム間の系統関係の解析にまで持っていくのが本研究の目的であるが,その方法論の開発のために,互いに近縁なハイマツとキタゴヨウでの遺伝子交流でのDNAレベルのマーカーを見つけ,その流動関係を探ることにより,ヒトツバタゴでの解析に応用する計画を立てた。この計画にしたがってハイマツとキタゴヨウでの細胞質遺伝の浸透性交雑と細胞質捕獲の現状と機構の解析を行い,幾つかの論文として公表した。Genetic variation in an endangered tree species, Chionanthus retusus, was examined using enzyme electrophoresis. This species occurs in Japan only in two restricted areas : at the northernmost tip of Tsushima Island, and in the eastern Gifu Prefecture (Tono region) of central Honshu. In the Tono region, the habitat of C.retusus is becoming fragmented under the influence of human activity and each stand contains a few individuals of C.retusus, while the population on Tsushima consists of approximately 1000 individuals. From the fossil evedence, C.retusus has been distrubuted continuously including the both two regions, and the present distribution is apparently relic in Japan. In contrast to the Tono population, the population of Tsushima seems to be stable. Comparing the genetic diversity and differentiation of the populations between these two regions should shed light on how a relic woody long-lived plant keeps and/or looses its genetic diversity, and how a population differentiates from other disjunct populations.Allozyme electrophoresis of 18 loci for the Tono region indicated that 22.2% of the loci are polymorphic (P) with a gene diversity of (h) 0.087. The population of Tsushima has 38.9% polymorphic loci and gene diversity of 0.149. We could not find any spatial genetic structure of C.retusus in the Tono region by spatial autocorrelation analysis. These results suggest that considerable genetic variation is still present in the Tono region and the influence of the recent habitat fragmentation seems not so large, yet. Because C.retusus is a long-livied tree, the population history may hinder the effect of the fragmentation at present.The genetic diversity (GST) between the populations of the Tono and Tsushima is 0.280, showing the genetic differentiation between these two regions has occurred.研究課題/領域番号:08640884, 研究期間(年度):1996-199