阪口翔太 人間?環境学研究科助教らの研究グループは、通常は秋に開花する植物であるアキノキリンソウの開花時期を、北海道の各地で調べました。その結果、初夏に開花する早咲きのアキノキリンソウ系統を発見しました。そこで早咲きと遅咲きの系統の間で遺伝的な違いを調べたところ、蛇紋岩地帯という特殊な土壌地帯の早咲き系統だけが遺伝的な組成を急速に変化させ、新しい種へと進化していることが分かりました。本研究から、開花時期の違いにより時間的に隔離された系統の中から、新しい種が生まれつつあることが実証されました。
本研究成果は、2017年8月21日に英国の植物学雑誌「New Phytologist」に掲載されました。
研究者からのコメント
今后の研究としては、そもそもどうして蛇纹岩地帯や高山帯という环境においてアキノキリンソウが早く开花するようになったのかを明らかにする必要があります。さらに、分子进化という観点からは、アキノキリンソウの种分化に関わっている遗伝子を特定することで、顿狈础分子レベルから植物の进化メカニズムを解明したいと考えています。
概要
新しい植物が生まれる初期段阶では、同じ种が别々の场所に隔离されることが重要な条件です。しかし、同じ种であっても异なる时期に花を咲かせる系统が存在することも知られています。この场合には系统同士が「时间的に隔离」されることで、地理的隔离がなくても新しい种が进化するのではないかと予想されてきました。
本研究グループは、通常は秋に开花する植物であるアキノキリンソウに着目し、北海道の各地で开花时期を调べました。その结果、（1）蛇纹岩地帯という特殊な土壌地帯と（2）高山帯から、初夏に开花する早咲きのアキノキリンソウ系统を発见しました。そこで遗伝学的な分析によって、早咲きと遅咲きの系统の间で遗伝的な违いを调べたところ、蛇纹岩地帯の早咲き系统だけが遗伝的な组成を急速に変化させ、新しい种へと进化していることが分かりました。高山帯にも同じように早咲きの系统がありましたが、こちらについては标高の低い场所のアキノキリンソウと遗伝的な违いはほとんど见られませんでした。
本研究から、开花时期の违いにより时间的に隔离された系统の中から、新しい种が生まれつつあることが実証されました。また、地质の境界のように环境が急激に変化する场合と、标高の违いのように徐々に环境が変わる场合を比べると、前者の条件の方が新しい种が生まれやすいことも分かりました。従来、植物の进化には别々の场所に系统が隔离されることが重要だと考えられてきましたが、本研究成果からは、开花时期が异なれば近接した场所であっても新しい种が进化することが示されました。これらの成果は、植物の基本的な进化要因の解明に大きく贡献するものです。
図：隣り合った场所に生育しているアキノキリンソウにおいて、开花する时期が蛇纹岩地帯で変化し、通常型の遅咲き系统と花粉のやり取りができなくなった状况を模式図で示した。花を访れる昆虫はそれぞれ同じ系统の中だけでしか花粉を运べないので、早咲きと遅咲きの系统の间で遗伝的な変化が起きていく。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Shota Sakaguchi, Kenji Horie, Naoko Ishikawa, Atsushi J. Nagano, Masaki Yasugi, Hiroshi Kudoh and Motomi Ito (2017). Simultaneous evaluation of the effects of geographic, environmental and temporal isolation in ecotypic populations of Solidago virgaurea. New Phytologist, 216(4), 1268-1280.
- 朝日新聞（10月20日夕刊 13面）に掲載されました。
