都市化が動物の行動に与える影響は広く研究されているが、都市生活が植物の生殖特性にどのような影響を与えるかについてはほとんど知られていない。日本の国立環境研究所の研究者による新しい研究が最近発表された。 Annals of Botanyは、 都市環境は植物の生殖戦略の進化的変化を促す可能性がある.
チームは焦点を合わせました Portulaca oleraceaスベリヒユとして一般に知られている小さな花の咲く植物で、日本全国で見られます。 オレラセア 植物は、独特な生殖システムを持ち、個々の植物は、開放的で昆虫受粉する花（開放受粉性またはCH植物）または閉鎖的で自家受粉する花（閉鎖受粉性またはCL植物）のいずれかを遺伝的に生成する傾向があります。この二重戦略により、植物はさまざまな環境条件に適応することができます。都市化に応じたこれらの生殖特性の進化と普及が、この調査の焦点でした。
都市と田舎の環境の繁殖戦略を比較するため、研究者らは東京の都市部に散在する10のP.oleraceaの個体群と、より田舎の地域に散在する10の個体群から種子サンプルを採取した。彼らは管理された庭で種子を育て、それぞれの植物の花の種類、開花時期、種子生産を記録した。第一著者のTomohiro Fujitaは、 Annals of Botany 都市化が生殖特性に与える影響を理解する上で、コモンガーデン実験がもたらす利点について語った。「進化を検証するには、遺伝的変化と環境的変化（可塑性）を区別する必要があります。コモンガーデン実験は、この2つを区別する効果的な手段だと信じています」と彼は語った。
結果は、都市部と田舎の植物の間に明らかな違いがあることを示しました。都市部では、昆虫による花粉媒介に頼る開放型CH植物がはるかに少なく、開放型CH植物がより一般的な田舎部では、昆虫の助けを借りずに自家受粉できる閉鎖型CL植物が都市部で優勢でした。
さらに、都市に生息する CL 植物は、田舎の CL や CH 植物よりもシーズン中に早く開花し、種を付ける傾向がありました。また、平均して重い種を生産しました。研究者は、これらの特性が、植物が熱と干ばつのストレスを回避するのに役立つと考えています。この 2 つの環境的圧力は、より高温の微気候とより少ない水の利用可能性を伴う都市環境では悪化します。
「私たちの結果は、 オレラセア 「都市部の植物は、自家受粉に向かって進化しています」と藤田氏は言います。「自家受粉は、繁殖の保証などの短期的な利点のために集団内で広がるかもしれませんが、集団レベルでの進化の可能性を低下させ、絶滅のリスクを高める可能性があります。たとえば、将来の気候変動により都市の生育条件が変化する場合、閉鎖花を持つ個体は進化の可能性が低く、集団を維持できなくなる可能性があります。このトピックについては、さらなる研究が必要だと考えています。」
この研究では、植物の環境に関連した生殖の変化を実証することで、都市化が植物の生殖システムの進化的変化の強力な推進力であることを明らかにした。 オレラセア都市が拡大し、自然の生息地を変え続けるにつれて、これらの適応メカニズムを理解することは、植物種が将来の都市化にどのように反応するかを予測する上で重要になります。
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藤田 哲也、津田 直也、小出 大将、深野 祐也、友美 智美 (2024)都会では花が咲かない：植物の生殖形質の進化 Portulaca oleracea 都市部の人口 Annals of Botany。 で利用可能： https://doi.org/10.1093/aob/mcae105
