表現型の可塑性の進化に関する制約：表現型と可塑性の制限とコスト

表現型の可塑性は遍在的であり、一般的に環境変化に直面して生物が生き残ることを可能にする重要なメカニズムと見なされています。生物は無限にまたは理想的にプラスチックであるため、理論は、表現型の可塑性の進化に限界（たとえば、最適な特性を生成する能力の欠如）がある必要があることを示唆しているか、プラスチックが固有のかなりのコストを持つ可能性があることを示唆しています。しかし、多くの実験的研究では、広範なコストは検出されていません。可塑性コストを表現型コストと明示的に区別すると、可塑性と一般主義者と専門家の進化に対する限界の基本的な問題を再評価します。私たちは、緩和された選択と可変選択の強度が、可塑性のコストよりも可塑性の進化に対するより重要な制約である可能性が高いという見解を主張しています。学習などのいくつかの形式の可塑性は、本質的に費用がかかる場合があります。さらに、個体発生、環境全体の表現型コストの改善、および条件依存性仮説を通じて、表現型のコストを相殺する機会を調べます。私たちは、可塑性の制約に関する質問に答えるという文脈において、生態学的パラメーター化、系統学、およびOMICの新しいかつ古典的な方法を使用して、可塑性の限界に関するさらなる調査の道を提案します。環境の変化に対処する上での可塑性の重要な役割を考えると、適用から基本へのスペクトルにまたがるアプローチは、可塑性の進化の理解を大幅に豊かにし、限界の理解を解決します。

Phenotypic plasticity is ubiquitous and generally regarded as a key mechanism for enabling organisms to survive in the face of environmental change. Because no organism is infinitely or ideally plastic, theory suggests that there must be limits (for example, the lack of ability to produce an optimal trait) to the evolution of phenotypic plasticity, or that plasticity may have inherent significant costs. Yet numerous experimental studies have not detected widespread costs. Explicitly differentiating plasticity costs from phenotype costs, we re-evaluate fundamental questions of the limits to the evolution of plasticity and of generalists vs specialists. We advocate for the view that relaxed selection and variable selection intensities are likely more important constraints to the evolution of plasticity than the costs of plasticity. Some forms of plasticity, such as learning, may be inherently costly. In addition, we examine opportunities to offset costs of phenotypes through ontogeny, amelioration of phenotypic costs across environments, and the condition-dependent hypothesis. We propose avenues of further inquiry in the limits of plasticity using new and classic methods of ecological parameterization, phylogenetics and omics in the context of answering questions on the constraints of plasticity. Given plasticity's key role in coping with environmental change, approaches spanning the spectrum from applied to basic will greatly enrich our understanding of the evolution of plasticity and resolve our understanding of limits.