世界各地、1万種の解析から見えてきた樹木の進化パターン～送粉共生、種子散布共生、菌根共生の相関進化～

2024-05-13

2024-05-13 京都大学

山尾僚生態学研究センター教授と大野美涼岩手大学博士課程学生(研究当時)は、世界各地の樹木の送粉様式、種子散布様式、菌根共生のタイプについて699種または10475種からなる2つのデータベースを作成し、送粉共生、種子散布共生、菌根共生が互いに関わり合いながら進化している可能性を示しました。

送粉共生、種子散布共生、菌根共生は、それぞれが植物の多様化や陸上生態系の構築に重要な役割を果たしてきたことが知られているにもかかわらず、それらの進化的な関わり合いについては明らかにされていませんでした。本研究では、樹木における送粉様式(動物媒・風媒)、種子散布様式(動物散布・風散布・重力散布)、菌根共生のタイプ(AM・EcM)の関係性について、樹木の系統関係を考慮した解析を実施しました。その結果、送粉共生、種子散布共生、菌根共生は互いに関連して進化(相関進化)していることがわかりました。AMと共生する樹種は、送粉・種子散布ともに動物媒を示す種が多く、EcMと共生する樹種は、送粉は風媒、種子散布は重力または風散布を示す種が多いことが明らかになりました。また、送粉・種子散布様式ごとの分散距離の違いと、菌根共生のタイプ間における植物―土壌フィードバック効果の違いに着目することで、3つの共生関係の相関進化の背景にある仕組みを推察しました。これらの研究成果は、樹木の多様化や森林生態系の形成過程を紐解く新たな糸口になることが期待されます。

本研究成果は、2024年5月10日に、国際学術誌「New Phytologist」に掲載されました。

植物―土壌フィードバック効果から予測された、菌根共生のタイプごとの送粉・種子散布様式

研究者のコメント

「この研究は、森林で樹木を観察中に抱いたちょっとした疑問と気づきをきっかけに始まりました。今回明らかになった樹木における送粉共生、種子散布共生、菌根共生の相関進化は、森林に生息する様々な生物の進化や生態にも影響を及ぼしているかもしれません。実験的な検証などを通じてその影響を明らかにしていくことで、生態系が発展してきた歴史をも紐解くことができると考えています。今後も植物や動物を観察した際の何気ない疑問に向き合いながら、研究を展開していきたいと思います。」