干潟に移動する先駆種は、1日に2回攻撃を受けます。これは成長した植物にとっては耐えられるかもしれませんが、苗木は脆弱です。理想的には、植物はできるだけ早く成長します。グレッグ・フィヴァッシュと同僚による新しい研究では、微地形の影響を調べました。驚くべきことに、彼らは次のことを発見しました。 身長が2cm違うだけでも成長率に違いが出る.
この研究では、 サリコルニア・プロカンベンスは一年草の植物です。フィヴァッシュと同僚は、いくつかの鉢でこの植物を育てました。通常より少し盛り上がったもの、少しくぼんだもの、平らなものなどです。しかし、フィヴァッシュの説明によると、 サリコルニア 湿地帯の丘陵地帯で最初に思い浮かぶ植物ではないかもしれません。サリコルニア 実際には、この種は単独で堆積物塚を形成することは通常ありません。これは、よく知られているクローン草種に期待されるものです。 スパルティナ グループ。代わりに、 サリコルニア 条件が整えば干潟に大挙して侵入する傾向がある種である。小型で毎年生息するため、大規模な侵入には サリコルニア 環境を変え始め、数年にわたって持ち越すのは不可能だ。しかし、過去の衛星データから、それが起こり得ることはわかっている。 サリコルニア 数キロメートルにおよぶ干潟を非常に短期間で塩性湿地に変えた。その一つが オランダ西部スヘルデ川のホーゲプラート
「一年草の種を使ってより早い時間スケールで回復を起こせるという夢物語のほかに、 サリコルニア 研究室で実験を行うには、まさに最適な植物種です。多肉質で葉のない体型のため、植物の質量を非常に正確に予測できる写真を撮ることで、成長を追跡することができました。こうして、反復回数を驚くほど増やすことができました。この論文の最初の実験では、17,393 本の植物が使用されています。これは、他の塩性湿地の先駆者グループでは不可能だったでしょう。」
植物の成長を観察したフィヴァッシュ氏と同僚は、わずかに盛り上がった土手に生えた植物の成長が約 25% 早いことを発見しました。この実験の結果は、チームのメンバーの一部にとって驚きでした。「堆積物の 2 cm の高さが植物に何らかの影響を与えることは、まったく驚きではありませんでした」とフィヴァッシュ氏は語ります。「一方で、上司は、すべてが終わった後、実験がうまくいったことに非常に驚いたと私に話しました。しかし、私はすでに別の実験でこの現象を現場で確認しており、盛り上がった地表の高さの影響が、そうでなければ説明のつかない現場での結果を説明する最有力な仮説でした。しかし、現場で見られる成長効果の強さを研究室の環境で再現することはまだできていないと認めざるを得ません。」
では、なぜ植物はこんなにもよく育つのか。実験では、潮の満ち引きで種子が丘から吹き飛ばされた。対照的に、窪みのある鉢では種子はそのままだった。「干潟の窪みに種子が集まる様子を現実的に再現している可能性が高いが、実際にこうした場所に苗木が多く見つかるというわけではない」とフィヴァッシュ氏は言う。「実際はまったく逆で、おそらく後になって起こるプロセスと関係がある。こうした窪みの内側の堆積物の固まりが悪いと、浸食されやすくなり、そこに生息する植物にとってより危険になる傾向がある。これは、排水の悪い環境では植物の成長がやや遅くなり、波や潮流による根こそぎにされやすくなるという証拠と相まって、植物はよりゆっくりと成長するという証拠となる」
しかし、植物にとって有利なのは、競争が少ないからということではありません。奇妙なことに、高い表面にある植物は、定期的な洪水のおかげで、より多くの酸素を受け取るという恩恵を受けています。フィヴァッシュは、洪水が植物の呼吸を助ける仕組みを説明しました。「主な考え方は、堆積物が排水されると、堆積物の空間から水がなくなり、空気が満たされるということです。この空気は、堆積物に生息する微生物によって酸素が失われるため、堆積物の無酸素状態を直接緩和することはないようです（少なくとも、完全に乾燥していない堆積物ではそうではありません）。その後、潮が戻ってくると、よく混ざり、酸素が十分に供給された潮汐水が、酸素を失ったガスをすべて堆積物から押し出します。なぜなら、そのガスは、堆積物の空間にあるガスよりも明らかに密度が高いからです。このプロセスにより、場合によっては表面から数センチ下まで、堆積物に大量の酸素が供給されます。」
「さらに、堆積物丘陵では、このプロセス全体が誇張されているようです。私たちの実験では、高酸素レベルがずっと長く維持され、その効果は堆積物のずっと深いところまで届きました。これは、私たちの新種に見られる成長の利点の有力な説明候補となります。」
フィヴァッシュ氏は、今年中に完成させたいと考えている別の論文に取り組んでいると述べた。その論文では、微地形学が復元計画にどのように役立つかを検討している。「予備的な結果から、これは復元に間違いなく適用できそうだし、他の塩性湿地種にも適用できるようだ」と同氏は述べた。モスマンら、Journal of Ecology誌 また、最近、独自のフィールド実験で、これらのマウンドが先駆者地帯の他の種に良い影響を与えることも実証されました。しかし、本当のメリットは、自然に定着を促す堆積マウンドのような生息地（または私たちが発見した他の有益な環境）を作り出すことができれば、それが可能になると思います。そうすれば、植栽で同じことをするよりも少ない労力で、はるかに広い領域を変換できる可能性があります。」
「私の個人的な感覚では、干潟の地形は塩性湿地の確立に関する研究において十分に考慮されていないと思います。他の科学者にこの現象の重要性を考慮するよう説得できれば、塩性湿地の復元と拡大に取り組む方法に大きな進歩をもたらす可能性があります。干潟の地形は、さまざまな方法で操作できます。すでに存在するものもあれば、まだ発見されていないものもあります。塩性湿地の植生の確立とこれらの地形的特徴との関連を解明できれば、非常に新しい用途への扉が開かれるでしょう。」
興味深いことに、実用的応用がある一方で、フィヴァッシュ氏はこの研究が基礎的な進化科学にも価値があると指摘している。「進化論の観点からはまったく別の話だが、潮汐の動きが堆積物の無酸素状態を緩和できるという認識は、湿地の生物種がその特定の環境的制約とどのように戦うかを研究する人々にとって目から鱗が落ちることになるだろう。」
