2015 Fiscal Year Annual Research Report
ニューカレドニアにおけるコミカンソウ科植物と送粉者の相乗多様化
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15J01117
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
望月 昂 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 被子植物 / 多様性 / 送粉者 / 送粉シンドローム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
被子植物の多くは花粉の授受を送粉者に依存しているため、送粉者を共有している場合には異種間の花粉の授受により共存は難しいと考えられる。そのため、本研究では送粉者をたがえることが生殖前隔離を達成し、植物の共存を可能にすることで植物の種多様性に貢献しているという仮説を提示し、検証を行っている。主な材料であるニューカレドニアにおけるコミカンソウ属植物は以前の研究により、数種の植物が幼虫期に種子を食害する種特異的なハナホソガ（ホソガ科）によって送粉されることが明らかとなっており、およそ110種のコミカンソウ属植物はハナホソガ媒であることが予想されていた。しかし、2015年3月の事前調査によって、多くの植物は長角亜目昆虫（タマバエ科、キノコバエ科など）に送粉されていることが示唆された。長角亜目昆虫による送粉は例が少なく、研究の基盤となる自然史がほとんどわかっていない。今後の効率的な調査のため、長角亜目媒の送粉様式の自然史を明らかにすることを優先とし、研究活動を行った。コミカンソウ属植物において長角亜目媒の送粉様式が示唆されたものは、いずれも深紅の花被片をもっていた。また、日本産コミカンソウ属植物のコバンノキもまた、深紅の花被片をもっており、タマバエ科やクロバネキノコバエ科昆虫が送粉者であることが示唆されていた。調査から日本に分布する深紅色の花をもつガリア科など複数の科の植物でキノコバエ科の昆虫が主な送粉者であることが明らかとなった。これは植物の科や目をまたいで深紅色の花弁とキノコバエ類（長角亜目昆虫）の関係性を強く示唆するものである。また、花弁の色以外にも複数の花形態に共通性が見られたことから、被子植物においてキノコバエ媒の送粉シンドロームが存在することが示唆された。調査を行った植物以外でも、シンドロームに合致する形質をもつものはキノコバエ媒である可能性が高く、有用な予測である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は被子植物の多様性と送粉者との関係性を明らかにするために行われているものである。地球上に植物の生育できる土地は限られているため、多くの種が作り出されるためには限られた生育地に多くの種が共存することが重要である。植物が共存するためには、生殖隔離が達成されていることが必須であり、近縁な植物種間の場合、それは送粉者が異なることで達成されていると考えられる。本研究で提示している仮説は限られた範囲に生育する種多様な分類群であれば検証が可能である。
2015年度はキノコバエ類による送粉の自然史を明らかにすることおよび深紅色の花をもつ植物とキノコバエ媒の関連性の探索をおもに行い、被子植物においてキノコバエ媒の送粉ンシンドロームが存在することが浮き彫りとなってきた。研究の中で、キノコバエ媒の植物を含む分類群は種多様であること、また、ある任意の地域に共存する近縁種では花色が異なり、送粉者も異なることが明らかとなってきた。さらに、分類群の中で送粉者の変更が頻繁に起きていること、キノコバエ媒の植物はキノコバエ以外の昆虫媒の植物よりも分布域が狭いなどの傾向も見いだせてきた。これはまさに植物の種多様性と送粉者の関連性について示唆をもたらすものであり、予期せぬ好適な材料である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年度の研究から、被子植物における新規の送粉シンドロームが示唆され、深紅色の花とキノコバエ類昆虫の関連性が示唆された。キノコバエ媒の送粉シンドロームは被子植物一般に適応できる、送粉者の良い予測をもたらす新たな知見である。潜在的には10以上の科で共有され、日本だけでなくアメリカ大陸やユーラシア大陸など地球上ほとんどの地域でみられる現象であると考えられる。今後はまずこの現象について昨年度調査ができなかった分類群の追加や、花色や花弁サイズ、においなどの定量的評価をしたのち、論文としての出版を目指す。ニューカレドニアに自生するコミカンソウ属植物においても属内で複数回にわたってシンドローム形質が進化していると考えられる。
また、キノコバエ媒を含む分類群は種多様であることがわかったが、特にニシキギ属は同所的に5種以上の同属植物が共存することがあり、局所的な種多様性はコミカンソウ属植物をしのぐ。そのため、コミカンソウ属植物だけでなく、ニシキギ属の近縁種間の花形質、送粉者、分布、詳細なハビタットの比較と系統樹の作成から送粉者の遷移パターンと近縁植物の共存にどのような関わりがあるかを探求する。共存する植物種間において送粉者が異なる場合、花色やにおいなど、様々な花形質が変化していることが予想される。ニューカレドニアにおいて同所的に生育する種の組み合わせは深紅色の花をもつ植物と非深紅色の花を持つ植物がほとんどであった。このパターンは日本のニシキギ属やテンナンショウ属でも見られる傾向であり、日本に自生する植物を用いた研究からも同様の結果が得られると予想している。
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