カラフルな花びらは花粉媒介者を引き付けるのに最適ですが、特定の色が環境条件を示す場合もあります。 最もよく知られている例の XNUMX つはアジサイです。 花はアルカリ性の土壌ではピンク色ですが、酸性の土壌では青色になります。
色素沈着の変化を引き起こすことが知られている環境条件には、干ばつ、極端な高温、紫外線などがあります。 アントシアニン色素は、紫外線による組織損傷から植物組織を保護することができます。または、より暗い花の色素は、特定の花粉媒介者の手がかりとして機能する花の温度を上昇させる可能性があります. これらの適応はローカル スケールで知られていますが、マクロ スケールでの色の花の変化の進化についてはあまり知られていません。
デナ・グロッセンバッハー博士 カリフォルニア州立工科大学とカリフォルニア植物園の同僚らは、環境条件による花弁の色の変化が、非常に多様なモンキーフラワー科 (Phrymaceae) においてマクロ進化的規模で進化したかどうかを調査しました。 Dr. Grossenbacher は、モンキーフラワーに長年取り組んできました。 XNUMX年以上. 彼らの最新の研究では、 研究者たちは、モンキーフラワーの 56 種が、降水量の少ない場所でより多くのピンク色の花を咲かせることを発見しました。 XNUMX 種のより大きな比較では、花の色素沈着と環境条件の全体的な進化パターンは見つかりませんでした。
まず、研究者は XNUMX つのモンキーフラワー種に注目しました。 エリスランテの変色 (NAIST) と Diplacus mephiticus、 これです カリフォルニア各地でさまざまな色の花が咲くことで知られています。
科学者たちは、14 の個体群の花弁の色を記録しました。 E.変色 現場で。 として D.メフィティカス 個体群はシエラネバダからネバダ州のグレートベースンまで数百キロメートルに及ぶため、研究者はフィールドトリップに行くのではなく、この種の 160 以上の植物標本を調べました。 科学者たちは、温度、降雨量、UV-B 放射、標高に関する XNUMX つの環境条件をマッピングし、花の色と極端な非生物的条件との相関関係を探しました。 チームは、色の状態を「アントシアニンあり」(赤、ピンク、紫) と「アントシアニンなし」(黄色、オレンジ、白) として採点しました。
第二に、Grossenbacher と同僚は、に属する 56 種の DNA 配列を並べ替えました。 エリトランテ (NAIST) と ディプラクス アントシアニンが存在するかどうかをもう一度書き留めました。 系統解析では、アントシアニンの進化が関連種の環境条件と相関しているかどうかがテストされました。
花の色素は、すべての環境条件と相関していました。 ディプラクス 種. ピンク色は、黄色の花が咲く個体群よりも降水量が少なく、紫外線放射が少ない、より涼しい地域で発生しました。
しかし、 E. 変色、沈殿だけがアントシアニンの存在を説明しているように見えました. ピンクの花 エリトランテ 種は黄色い花の種より降水量の少ない地域を占めていました。
全体として、56種の間で花の色と気候特性に系統発生シグナルはありませんでしたが、内に系統発生シグナルがありました エリトランテ。 Grossenbacher とその同僚は、モンキーフラワーの花弁の色素沈着に大進化的パターンの明確な証拠がない理由について、XNUMX つの理論を立てています。
「第一に、ストレス耐性における花のアントシアニンの役割にもかかわらず、花粉媒介者を介した選択は、生殖の隔離、種分化、系統の分岐につながる可能性があるマクロ進化スケールでのより強力なエージェントである可能性があります」とGrossenbacherと同僚は書いています.
「第二に、おそらくストレス耐性におけるアントシアニンの役割は、方向性選択としてではなく、非常に不均一な環境でのバランス選択の下で最も一般的に機能します。」
「最後に、花の色はモンキーフラワーの保存された形質であるため、このシステムでは花の色と非生物的形質の間の相関進化を検出する検出力が低い可能性があります。」
この研究は、花びらの色の変化が環境条件によって引き起こされ、マクロ進化的スケールで進化した特性であるかどうかについての簡単な答えを見つけることを望んでいました. 明確な進化パターンの代わりに、研究者はピンク色の花が干ばつ耐性の兆候であるといういくつかの証拠を発見しました. 将来の実験では、同じまたは他のモンキーフラワーの花の色素沈着に対する干ばつの影響が明らかになる可能性があります。
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