世界が温暖化するにつれて、多くの植物で早春の開花へのシフトが十分に文書化されています. この傾向は生物学者に警鐘を鳴らしている。なぜなら、植物と、蝶、ハチ、鳥、コウモリなど、植物に受粉をもたらす生物との間の注意深く振り付けられた相互作用を混乱させる可能性があるからである。
しかし、花の大きさなど、植物と花粉媒介者の相互作用に影響を与える他の花の形質の変化にはあまり注意が払われていませんでした。 昆虫の花粉交配者 は世界的に衰退しています。
ジャーナルでオンラインで発表された研究では 進化の手紙、ミシガン大学の2003人の生物学者とジョージア大学の同僚は、米国南東部の一般的なアサガオの野生個体群が2012年からXNUMX年の間に花のサイズを増加させたことを示しています.
研究者によると、花のサイズが大きくなったということは、花粉媒介者の誘引に対する植物の投資が大きいことを示唆しています。 変化は、より北の緯度で最も顕著であり、これは、北の植物個体群が気候変動に対してより劇的な進化的反応を示す傾向があることを示している以前の研究の広い範囲と一致しています。
これらのアサガオ個体群では、早期開花へのシフトも観察されました。 さらに、植物が花の報酬への投資を増やしているという興味をそそる兆候がありました。これは、白、ピンク、青のアサガオの花を受粉させるミツバチ、ハエ、スズメバチによって得られる蜜と花粉です。
「植物と受粉媒介者の相互作用に重要な形質が、変化する気候への対応として時間の経過とともにどのように進化するかについて、私たちの理解には大きなギャップがあります」と、研究の筆頭著者である UM 生態学科の博士課程の学生である Sasha Bishop 氏は述べています。そして進化生物学。
「私たちは、開花時期が早まるという十分に実証された変化に加えて、花の構造と報酬も、現代の環境変化に対する進化的反応において重要な役割を果たすことができることを示しています。」
一般的なアサガオは、米国東部、中西部、南部に見られる一年生の雑草のつる植物です。 道端などでよく見かけます 作物畑.
UM 主導の研究では、テネシー州、ノースカロライナ州、サウスカロライナ州の 2003 年間 (2012 年と XNUMX 年) に、農業用大豆とトウモロコシ畑の端から採取したアサガオの種子を発芽させる「復活」アプローチを使用しました。
この XNUMX 年間で、この地域は気温の上昇、特に最低気温と夜間気温の上昇を経験し、極度の干ばつが散在する極端な降雨イベントの数が増加しました。
花の形態の変化を調べるために、研究者は、UM の Matthaei 植物園の温室で、両方の年からフィールドで収集された種子を植えました。 花が咲くと、さまざまな花の特徴がデジタルノギスで測定されました。
測定によると、アサガオの花冠は 4.5 年間で著しく広くなり、1.8 年には直径 2003 センチメートル (4.8 インチ)、1.9 年には直径 2012 センチメートル (XNUMX インチ) になり、花冠の幅の変化はより北緯にある個体群で最大でした。 . 花の花びらは、まとめて花冠として知られています。
この研究では、2003 年から 2012 年にかけて開花時期が早まったことも明らかになりました。これは主に、より北の緯度にある個体群によって引き起こされたものです。 2012年に採取した種子から生育した植物は、開花開始が平均XNUMX日早くなりました。
興味深いことに、研究者らはまた、経時的に花の報酬(花粉と花蜜)へのより多くの投資に向かう緯度の影響を受ける傾向を観察しました. 平均して、2012年に採取された種子から成長したアサガオの花は、2003年に採取された種子からの花よりも多くの花粉粒とより多くのネクタースクロースを生成しました.
ただし、花粉と花蜜の分析には、アサガオの XNUMX つの個体群のみが含まれていました。 調べた個体群の数が少ないため、植物で自然淘汰による適応が起こっているという証拠を探すための統計的検定には、花の報酬の発見は含まれていませんでした。
「それにもかかわらず、花粉媒介者の誘致への投資が一時的に増加しているようであり、この結果は北緯の個体群によって引き起こされているようです」と、研究の上級著者であり、UM 生態学および進化生物学部門の准教授である Regina Baucom 氏は述べています。
この研究では、アサガオが自家受粉率を高めているという証拠は見つかりませんでした。 いくつかの以前の研究からの証拠は、潜在的な反応として「自我」の増加を指摘しました。 気候変動 および/または土地利用の変化に伴う花粉媒介者の減少。
「これは、植物と受粉媒介者の相互作用の原因となる形質が、気候と土地利用体制の変化による受粉媒介者の量の減少と劇的な環境変化に付随して、時間の経過とともに進化する可能性を調べるために復活アプローチを使用する最初の記事です。」ビショップは言いました。
花の形態の変化を調べる復活実験には、2,836 のアサガオ個体群が含まれていました。 早春の開花の研究には、456 の個体群が含まれていました。 合計で、XNUMX の植物から XNUMX の花が測定されました。