Research press release

【進化】植物は花粉媒介生物の種類に応じて異なった進化をする

Nature Communications

Evolution: Pollinators differentially drive plant evolution

植物の形質が花粉媒介生物種の違いによって急速に多様化することを明らかにした研究論文が、今週掲載される。マルハナバチやハナアブによる送粉をわずか11世代続けただけで、草丈、花の香り、花の色、繁殖における花粉媒介生物への依存度に違いが生じていたのだ。今回の研究は、花粉媒介生物群集に変化があると、植物の形質の進化に対して急激な影響が及ぶことを示唆している。

花粉媒介生物に応じた植物の進化に関する過去の研究は、野外で行われており、花粉媒介生物以外の要因で植物の特徴に変化が生じる可能性があった。今回の研究では、花粉媒介生物それ自体が植物の進化に及ぼす影響を分離できる実験系が用いられた。

今回、Daniel GervasiとFlorian Schiestlは、温室内でBrassica rapa(アブラナやハクサイの原種)を栽培し、マルハナバチやハナアブによる送粉を行った。人工授粉した場合と比べると、マルハナバチにより送粉された場合は草丈が高くなり、香りの豊かな花が多くなり、紫外線反射率が高くなった。一方、ハナアブにより送粉された場合は草丈が低くなり、香りが弱くなった。

また、この実験が終わる頃には、マルハナバチにより送粉された植物は、送粉者のマルハナバチを多く引き寄せるようになった。一方、さほど有効な送粉者ではないハナアブにより送粉された植物は、自家受粉(花粉媒介生物の助けを借りずに結実する)をうまくできるようになった。以上の知見は、自然の生息環境における花粉媒介生物環境の変化が進化に及ぼす影響について研究を重ねる必要性を明確に示している、とGervasiとSchiestlは結論づけている。

Plant traits diversify rapidly in response to different pollinator species shows a study published in Nature Communications this week. After only 11 generations of pollination by either bees or hoverflies, plants had diverged in height, flower fragrance, flower colour, and reliance on the pollinator for reproduction. The study suggests that changes in pollinator communities can have rapid consequences on the evolution of plant traits.

Previous studies of plant evolution in response to pollinators have been conducted in the field, where other factors could also drive changes in plant characteristics. By using an experimental system, the current study makes it possible to isolate the effects of pollinator identity on plant evolution.

Daniel Gervasi and Florian Schiestl grew the plant Brassica rapa in greenhouses with pollination performed by either bumblebees or hoverflies. Compared to hand-pollinated plants, bumblebee-pollinated plants evolved to be taller and have more fragrant flowers with more ultraviolet colour, whereas hoverfly-pollinated plants evolved to be shorter and less fragrant.

At the end of the experiment, plants from the bumblebee treatment were more successful at attracting bumblebee pollinators. Meanwhile, plants from the treatment with hoverflies, which are much less effective pollinators, were better able to self-pollinate (fertilize seeds without the aid of a pollinator). These findings highlight the need for more work on the evolutionary implications of changed pollinator environments in natural habitats, the authors conclude.

doi: 10.1038/ncomms14691

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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