複数の種類のシャクナゲが交互に開花して繁茂する

進化論の非公式なスローガン「適者生存」は、動物たちが乏しい資源をめぐって争い、明日が保証されていない変化し恐ろしい世界で生き残るために適応するという暗いイメージを思い起こさせるかもしれない。しかし、進化は時には優しく、少し協力的でもある。ガラパゴス諸島の驚くべきカメやフィンチのような動物は、進化論の物語の主人公であることが多いが、科学者の中には、そのプロセスをより深く理解するために植物界を研究している者もいる。

本日、 Journal of Ecology 誌に発表された研究は、中国における植物の進化の謎を解明しようとするものである。中国南西部の横断山脈の草原は、青海チベット高原に隣接している。科学者たちは、この地域を生物多様性のホットスポット、つまり、異様に多くの異なる種が存在する生態学的に脆弱な場所とみなしている。ここでは、近縁種の植物が数十種も調和して生息しているようだ。

シャクナゲ属は、鮮やかな紫やピンクのツツジ、トランペット型のエルビラ、青いピーターなどを含む花の咲く低木の属です。横断山脈では、「山の斜面に沿って茂みを形成し、まるで花の海のようです」と、フィールド博物館の博士研究員で論文の主執筆者であるチン・リー氏はプレスリリースで述べています。

種分化と呼ばれるプロセスが、ここのシャクナゲの多様性の原因です。種分化は、共通の祖先から新しい種が出現するときに発生します。シカゴのフィールド博物館の学芸員であり、この研究の主任著者であるリック・リー氏によると、新しく分岐した種は、より遠い関係の植物よりも生態学的に非常に類似していると予想されます。

「生態学にはニッチの基本的な考え方があります。つまり、種のライフスタイル、つまり何を食べるか、どのように環境に適応するかは、同じコミュニティでは再現できないということです。同じライフスタイルを持つ2つの種が同じ空間に生息すると、互いに競争し合うことになるので、どちらか一方または両方が、重複しない異なるライフスタイルに適応するか、絶滅することになります」とリー氏はプレスリリースで述べています。「これらの山々には、非常に多くの近縁種のシャクナゲが共存しているので、私たちは、それらがどのように共存できたのかを解明したいと考えました。」

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この謎を解明するため、研究チームは34種のシャクナゲの開花パターンを研究した。研究チームは、植物がまるで共通のカレンダーを持っているかのように、花粉媒介者の注意を引くために争わなくて済むように、季節の異なる時期に花を咲かせていることを発見した。

このユニークな花の属について不可解なのは、ここにある近縁のシャクナゲは、資源をめぐる争いに巻き込まれる可能性がさらに高いはずなのに、共存するために適応する方法が複数あることです。「土壌、光、水分といった基本的な生理学的機能特性に対する好みの点で、シャクナゲは非常に異なるものになる可能性があります。また、異種受粉や花粉媒介者をめぐる競争の可能性を減らすために、違いを進化させることもできます。これは、花の形、大きさ、色の違いとして現れるか、花粉媒介者に花を提供する時期として現れる可能性があります」とリー氏は言います。「そのタイムラインを分割することで、花粉や繁殖に必要な資源を無駄にする可能性を減らすことができます。」

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研究によれば、これらの進化戦略は、シャクナゲが長い間に互いを絶滅に追いやらなかった理由を説明するのに役立つという。

「始める前から、タイミングが重要になるだろうという予感はありましたが、確信は持てませんでした」とリー氏は発表の中で述べている。「ヒマラヤ地域では花が見られる季節が長いことが目立ちます。雪原を背景に印象的な花を咲かせる種もあれば、夏の終わりまで待つ種もあります。データ分析によってその予感が裏付けられました。」

開花時期を確認することは、これらの植物が気候変動によって直面する脅威をよりよく理解するための鍵となる。リー氏によると、気候変動が開花時期に影響を与え、減少や絶滅を引き起こしているという証拠があるという。

「問題は、世界中の植物群落がどのように反応するかだ。天候は植物に開花を促すシグナルの一つであり、気候変動は天候に影響を与えるため、競争環境が変化する可能性がある」とリー氏は発表で述べた。「環境が変化すると、種には3つの選択肢がある。移動するか、適応するか、死ぬかだ。気候変動はその動きを加速させている」