多くの人は地球温暖化というと、今年の夏にヨーロッパで発生したような気温上昇を連想するが、それだけではない。土壌の塩分濃度も上昇しており、これは世界的に発芽率に影響を与える可能性がある。
「気候変動と生物多様性の保全および農業生産を結びつける懸念事項の一つとして、世界中の多くの地域で土壌の塩分濃度が上昇していることが挙げられます。これは、塩水の侵入、地下水位の上昇、持続不可能な水の再利用といった要因によって引き起こされています」とマレキ氏らは論文で述べています。 紙 に発表され Annals of Botany.
砂漠、沿岸湿地、マングローブ林といった塩分濃度の高い地域では、高温と高塩分が同時に発生することが多く、発芽中の種子に対する塩分の影響を悪化させる可能性があります。こうした選択圧の結果、これらの地域に自生する植物種は、さまざまな程度の耐塩性を備えた多様な適応戦略を発達させてきました。
マレキ氏らは論文の中で、このような過酷な環境条件下で植物が種子の発芽を成功させるためにどのように適応しているかをより深く理解しようと試みた。研究者らは入手可能な文献を用いて、世界中の70科327種の植物の塩分濃度勾配に沿った種子発芽に関するデータを収集した。入手可能な種子の質量、形状、種皮、厚さ、幅、胚の大きさに関するデータを抽出し、これらの形質が発芽率と関連しているかどうかを調べた。また、植物の種類（樹木、低木、草本、一年生、多年生）に関するデータも収集し、各種に生物群系の生息地を割り当てた。次に、データの傾向を分析し、進化の歴史（系統発生）や生育環境（生態的ニッチ）との関連性を探った。
マレキ氏らはデータに基づいて、3つの異なる発芽タイプを特定した。塩分耐性が限られており、塩分濃度の上昇に伴って発芽能力を失う「過敏性」種、さまざまな高塩分環境で発芽できる「耐塩性」種、そして塩分濃度が変動する環境でも発芽できる「代替反応を持つ」耐塩性種である。
進化史の影響を調べた結果、科学者たちは、耐塩性が植物の科の中で複数回独立して進化しており、収斂進化の一例であることを発見した。彼らは、他の研究者も耐塩性が多くの系統で独立して進化しており、しかも比較的最近に起こったことを発見していると指摘している。
「このパターンの一因として、適応的分岐が考えられる。これは、種が生息域全体で大きく異なる局所的な環境に適応していく現象だ」とマレキ氏らは示唆している。
しかし、このデータは他の既知の知見を裏付けるものではなかった。マレキらは、塩分濃度の高い土壌で生育する植物種は種子が大きいことで知られており、そのため文献では、大きな種子がこうした環境での発芽に何らかの利点をもたらすという仮説が立てられていると述べている。しかし、彼らのデータは正反対の結果を示している。つまり、種子の大きい種は発芽時の塩分耐性が低いということだ。
さらに、研究者らは塩分耐性と植物の寿命（一年生か多年生か）との間に相関関係を見出せなかった。生育形態（樹木、低木、草本など）や生息地に関しては、塩分耐性に複雑なばらつきが見られた一方、進化の歴史（系統発生）の影響は限定的であったことから、塩分耐性は「局所的な環境圧力に応じて複数回進化してきた」可能性が高いことが示唆された。
塩分耐性が環境に応じて進化しうる「不安定な」適応形質であるという考えは、希望を与えてくれる。これは、気候変動によって土壌塩分濃度の上昇にさらされた植物種が、この環境圧力に対応し、適応できる可能性を示唆している。
記事を読む: マレキ、K.、ヴァンデルック、F.、マレキ、K.、 ソルタニ、E.（2025）塩分に対する発芽耐性のマクロ進化における生態的ニッチと種子質量の役割。 Annals of Botany, 137(2), pp. 499-516. 入手先: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf199.
続きを読む： デ・オカンポ、M., タム、B.エグダン、J.、 チェボタロフ、D., 土井、K.、山内 明、 Ismail、A。, ヘンリー、A., 三矢、S.（2024）葉のNa+効果と多形質GWASは、塩分排除がイネの生殖段階の塩分耐性の重要なメカニズムであることを示唆している。 Annals of Botany, 135(5), pp. 949-962. 入手先: https://doi.org/10.1093/aob/mcae227.
劉、X。, エルゼンガ、J., ヴェネマ、J., タイエッジ、K.(2024) 塩分の多い未来で繁栄する：アルファルファの塩ストレスに対する形態解剖学的、生理学的、分子的適応（メディカゴサティバ L.）およびその他の作物。 Annals of Botany, 134(7), pp. 1113-1130. 入手先: https://doi.org/10.1093/aob/mcae152.
表紙写真: アトリプレックス・ポルチュラコイデスイギリスのノーサンバーランド海岸に生育する耐塩性種（iNaturalist経由） マクミランテアグラック / CC BY-NC 4.0
