Biological interactions causing the evolution of 6-year periodical mass flowering

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Showa University (2023); National Museum of Nature and Science, Tokyo (2020-2022)
• Principal Investigator: Kakishima Satoshi 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 講師 (30648580)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 佐知子 名古屋大学, 博物館, 准教授 (10311490)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 一斉開花 / 生物間相互作用 / 生物時計 / 繁殖干渉 / 生活史 / 繁殖様式 / 適応進化 / 周期植物

Outline of Final Research Achievements

Periodical plants have a life history in which most individuals in a population flower and bear fruit simultaneously in a fixed cycle of more than two years and then die, such as bamboos. This study elucidated that the evolutionary factors behind the six-year mass flowering cycle of Strobilanthes flexicaulis on Okinawa Island. Artificial pollination experiments were conducted to test the newly proposed reproductive interference hypothesis, which confirmed the existence of bidirectional reproductive interference and a particularly strong negative effect of S. flexicaulis on S. tashiroi. Pollinators were found to contribute significantly to the reproduction of S. flexicaulis, supporting the pollination efficiency hypothesis. These results indicate that the effects of biological interactions on the evolution of the mass flowering in a six-year cycle of S. flexicaulis.

Free Research Field

植物進化生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

周期植物の多くは、数十年というきわめて長い周期を持つため、その進化要因や進化過程は未解明な点が多い。本研究により、近縁種との繁殖干渉や送粉者による受粉効率の上昇といった生物間相互作用が6年周期一斉開花の進化要因の一つになっていることが明らかとなったことは、周期植物の進化を考える上で、学術的に大きな意義がある。植物の生活史の進化や維持に生物間相互作用が大きな影響を与えているという結果は、生物の保全を考える際に、特定の種のみを保全対象にするのではなく、環境全体を保全する必要があるということを示唆しており、社会的な意義がある。