ニューブランズウィック大学のイェドラ・ガルシアと同僚は、次のことを発見した。 干ばつ条件により、花の大きさと花蜜の生産量が急速に進化する可能性があります コモンアサガオの植物で。 調査結果は、 AoB PLANTSらは、気候変動による水ストレスが、花粉媒介者の個体数の減少よりも早く、植物と花粉媒介者の相互作用の進化を変化させる可能性があることを示唆している。
水ストレスが朝顔の花とその選択を変える
研究者らは、干ばつストレスの影響をテストするために、さまざまな散水条件下でアサガオ植物を栽培する実験を実施した。 植物はニューブランズウィック大学の屋外で自然降雨と受粉のもとで栽培された。 干ばつを引き起こすため、一部の植物には通常よりも大幅に水やりの頻度が減り、隔日ではなく週にXNUMX回だけ水やりが行われました。
実験では、干ばつストレスが植物と花粉媒介者の相互作用を媒介する花の形質の変化を引き起こすことが実証されました。 朝顔 干ばつ条件下の植物 十分に水を与えられた植物と比較して、直径が平均して 23% 小さい花を咲かせました。 干ばつにより、それぞれの花から生産される蜜の量も 53% 減少しました。 蜜の量 花粉媒介者を引き寄せる重要な報酬です。 干ばつストレス下での花のサイズと花蜜のこれらの大幅な減少は、水分不足が開花表現型に大きな影響を与えることを示しています。
干ばつは花の形質に影響を与えただけでなく、花に作用する自然選択のパターンも変化させました。 花のサイズ そして蜜の量。 研究者らは、植物の特性を適応度の尺度として種子生産に関連付けることによって選択を推定した。 干ばつ条件下では、水不足によりすでに花のサイズが小さくなっているにもかかわらず、より大きなアサガオの花を好む選択が検出されました。 この結果は、水が限られている場合には、より大きな花を咲かせることが植物の生殖にとって有益であり、適応的であることを示唆しています。 蜜の量については、おそらく蜜生産にかかる水のコストのため、干ばつ下の選抜では蜜の少ない花が好まれました。
対照的に、実験では、花粉媒介者のアクセスの減少が花の形質とその進化に与える影響は比較的弱いことが示された。 制限により花粉媒介者は減少したが 植物の種子 生産量がわずかに多かったとしても、放任受粉植物と比較して花の大きさや蜜の量は変わりませんでした。 そして、花粉媒介者の有無にかかわらず、花の形質に関する選択パターンは類似していた。 これらの結果は、干ばつのような非生物的要因が生物の進化的変化を加速させる可能性があることを示しています。 植物と受粉者の相互作用 花粉媒介者の個体数の減少よりも。
干ばつ、花粉媒介者、花の進化の研究
研究者たちは、その仕組みを理解するためにこれらの実験を実施しました。 気候変動の影響 植物と花粉媒介者の相互作用の進化。 干ばつや花粉媒介者の減少などの要因により、世界中の環境が変化しています。 研究者らは、これらの変化が植物と花粉媒介者の間の相互作用を仲介する花の形質の進化にどのような影響を与えるかをテストしたいと考えていました。
研究チームは、カナダのニューブランズウィック大学で市販の種子を使用して屋外で実験を行った。 マルバアサガオ、コモンアサガオ。 市販の種子からアサガオを栽培することで、花間の変異を研究するための遺伝的多様性が得られました。
さまざまな処理下で花の特性とフィットネスを測定することで、干ばつと花粉媒介者の減少が花の選択にどのような影響を与えるかを定量化しました。 制御された実験設定を使用することにより、受粉の減少と比較して干ばつストレスのより強力な進化的影響を明らかにする直接比較が可能になりました。
実験方法で干ばつの進化的影響が明らかに
研究者らは、干ばつと花粉媒介者の減少がアサガオの進化に及ぼす影響を解明するために、いくつかの実験手法を使用した。 干ばつストレス 通常に比べて水やりの頻度を減らすことによって課されました。 花のつぼみを細かいメッシュ袋で覆い、花粉媒介者を排除した。
研究チームは、400以上のアサガオの植物について、花の大きさ、蜜の量、花びらの色などの花の特徴を正確に測定した。 彼らはこれらを関連付けました 特性測定 適応度の推定値として種子生産量を測定します。 花びらの色の分光反射率を定量化することは、花の色の選択を分析するのに役立ちました。
この厳密な実験的アプローチは、花粉媒介者の個体数が減少するのに比べて、干ばつが植物と花粉媒介者の相互作用に重要な花の形質の進化的変化をより強力かつ迅速に引き起こすという直接的な証拠を提供した。 この結果は、水の利用可能性などの非生物的要因が開花植物とその花粉媒介者に与える可能性のある進化上の重要な影響を浮き彫りにしています。 気候変動に直面して。 ガルシアと同僚は次のように結論づけています。
私たちの研究は、干ばつが花のシグナルと花蜜の報酬の進化に影響を与える可能性があり、それが花粉媒介者の訪問パターンにさらに影響を与える可能性があることを示しています。 私たちの結果は、干ばつが花粉媒介者の減少よりも植物受粉システムのより速い進化的変化を引き起こす可能性があることを示唆していますが、花粉が制限されている種や自家不和合性の種に関するさらなる実験研究が必要です。 私たちの研究は、複数の花の形質に作用するさまざまな選択因子の相対的な役割を明らかにするために、実験的アプローチを使用することを強化しています。 気候変動には、花の形質の選択に相互作用を及ぼす可能性のある生物的要因と非生物的要因の両方が含まれているため、要因交雑実験における複数の選択要因を考慮した将来の研究が必要です。
ガルシア ら。 2023
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ガルシア、Y.、ダウ、理学士、パラチノヴィッチュ、アラバマ州 (2023)水不足はアサガオの花シグナルと蜜報酬の選択パターンを変える" AoB PLANTS、15(5)、p。 lad061. 入手可能: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad061.
表紙： マルバアサガオ。 画像： Canva.
