2017 Fiscal Year Research-status Report
夜咲きハテルマギリ（アカネ科）の特異な花の二型性とその進化に関する研究
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16K07485
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
菅原 敬 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (10226425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 晃 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (10315749)
渡邊 謙太 沖縄工業高等専門学校, その他部局等, 技術専門職員 (50510111)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ハテルマギリ / 二型花柱性 / 送粉様式 / 不和合性 / ガ媒花 / 異型花柱性 / 八重山諸島 / アカネ科 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は先島諸島以南に分布するハテルマギリにおいてみられる特異な二型花柱性の送粉繁殖特性とその進化プロセスを解明することを目的とした調査研究である．これまでの調査により，ハテルマギリは夜7時以降に開花し翌朝には落下してしまう一日花で，雌蕊の高さが顕著に異なる二型の花をそれぞれ別個体につける．これは従来の進化仮説に従うと二型花柱性への進化過程とみなすことができる．その実態を明らかにするために，まず二型花間での授粉実験を行った．その結果，二型花はいずれも自花授粉，同型花間の授粉では結実せず，異型花間での授粉においてのみ結実することが確認された．この結果は，本種が自家同型花不和合性を示し，典型的な二型花柱性植物の繁殖特性をもつことを意味する．一方で，二型花間で雄蕊と雌蕊の高さが対応しないという事実，これは典型的な二型花柱性では通常みられないことから，二型花柱性の崩壊へと進みつつある可能性を示唆する．しかし野外での結実率を調査してみると二型花間に有意な差はみられず，二型花間での相互交配が確実に担保されていることを意味する．従って単純に二型花柱性の崩壊と見なすことはできない．
次に，二型花間の相互交配を担保する花粉媒介者についての調査を進めた．花が白色で夜咲き，芳香を放ち，長い筒形であることから，夜行性の長い口吻をもつガ類による送粉が推定された．西表島と波照間島の赤外線ビデオカメラを用いた調査で，夜のスズメガ類の訪花が確認され，送粉にはこれらの昆虫が関与している可能性が高いことが示唆された．しかし，長時間に渡る野外調査，また本年度は台湾南部でも調査を実施したが，送粉昆虫の訪花頻度が極めて低く，送粉者として十分な評価を与えることは未だ難しい．とりわけこれらがどのように送粉を行っているのか，その詳細については未だに課題が残る．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ハテルマギリの日本や台湾に分布する集団について，花に二型性の実態や繁殖特性については十分解明することができたが，送粉様式や送粉昆虫と花形との関わりについては，いまだ十分とは言い難い状況である．その理由として以下のようなことが挙げられる．
1）調査地への渡航の難しさ：本種は日本南部の先島諸島以南に分布する．実際におおくの個体を産するのは西表島や波照間島等であるが，これらの離島には船でしか渡ることができないため，調査予定の期間に海が荒れると船が欠航し，島に渡ることができず調査ができない．実際今年度も台風の影響で調査ができないことがたびたびあった．
2）訪花頻度が低い：野外調査では送粉昆虫の訪花やその送粉行動を把握するため，最大5台の赤外線ビデオカメラを設置して，最大連続1時間半（バッテリーの有効時間）の録画調査を続けてきたが，そのカメラで捉えられる画像がほとんどない．これは訪花頻度が極めて低いことを示唆しているようにも思われる．野外での各個体の結実率（10％程度）を考慮するともう少し訪花頻度が高いことも想定されるため，カメラ設定の時期や時間帯に問題があるのか，今後検討してみたい．
3）夜間調査の難しさ：開花は夜7時以降であるため，特に新月の頃は我々の目には全く状況がみえない．このような状況下で，送粉昆虫をどう捕獲するか，なかなかいいアイデアが浮かばず難儀している状況である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究推進として最も重要な点は，送粉昆虫の実態についてより充実した成果を得る必要がある．
1）これまで，調査地への渡航の難しさや天候の変化による影響もあり，調査に十分な時間を使うことができなかったが，今年度は長期間島に滞在し，天候の変化があったとしてもそれを回避し，十分な時間を確保して調査に当たる計画をたてる予定である．実際，6月から7月にかけて琉球大学熱帯生物圏研究センターの宿泊施設に滞在し，長期間の調査を継続的に進めて行きたいと考えている．
2）長期滞在が可能になることで，カメラ設定も時間を気にすることなく，長時間に渡ってビデオカメラを回したいと考えている．現在保有のカメラは赤外線発光モードで1時間半が限度であるが，カメラを同じ場所に設置したまま，バッテリーだけを交換するかたちで複数のカメラを長時間作動することで，より長時間の録画が可能になる．この操作を繰り返すことで，一日のなかでも夜の開花から朝にかけて長時間の録画記録が可能になると考えている．
3）夜間調査の難しさについては，なかなか妙案がないが，ランプに赤色のフィルムを貼るなどしてある程度の赤色光で植物体を照らすなどの操作を試みてみたいと考えている．
次に野外では，マーキングした個体の性型と結実率との間にどのような関係がみられるかについても調査を続けていく予定である．これにより，二型花個体の位置が結実に与える影響についても評価できると考えている．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は，今年度予定していた西表島・波照間島での調査が，調査予定期間に台風が襲来したために，飛行機や船が欠航し，調査を進めることができなかったことが大きな理由である．この調査の中止に伴い，調査に付随した消耗品の使用もなかったために残金が生じてしまった次第である．
次年度は，先島諸島に長期間滞在して調査を進めることを計画しているので，天候の変化があったとしても，渡航の可否にあまり左右されずに調査を進めることができると考えている．
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[Journal Article] Floral morphology and reproductive nature of distally with two different anther levels in Pemphis acidly (Lythraceae) occurring in Taiwan and Japan2018
Author(s)
Sugawara, T., WAtanabe, K., Hoshino, Y., Yang, T.Y.U., Chen, C.F., Shimizu, A., and Takaso, T.
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Journal Title
The Journal of Japanese Botany
Volume: 93
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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