野生のパンジー: これらの植物は花が縮み、花粉媒介者を失いつつあります。 科学

地球上では花粉媒介者が不足しつつあります。 崩壊はマルハナバチの間でさらに悪化する可能性がある ミツバチよりも。 それらがなければ、誰が受精のためにそれらを必要とする植物に受粉するのでしょうか？ まあ、彼らは自分たちだけです。 野生植物の自家受粉率は30%近く増加しました。 そして、もう誘引する必要がなくなったら、花や蜜は何の役に立つのでしょうか？ どちらの属性も野生の思考 (バイオレット アルベンシス）は、現在復活している30年前の標本と比較すると減少しています。 これは数千種が存在するうちの 1 種にすぎず、フランスでのみ観察されていますが、花のない世界への道を開く可能性があります。

顕花植物である被子植物は約 1 億 3,000 万年前に地球上に出現し、地球全体が色で満たされるまであと数年しかかかりませんでした。 進化論の父であるチャールズ・ダーウィンはそれらに悩まされていたようです。 親友の植物学者で探検家のジョセフ・フッカーに宛てた手紙の中で、彼はこう語った、「最近の地質時代におけるすべての高等植物の急速な発達は、忌まわしい謎である」と当時彼は書いている。 この忌まわしい行為が急速に成功する中で、植物は昆虫や鳥、さらには恐竜にも仲間を見つけ、花粉粒や雄の配偶体を通じてお互いの受精を助けた。 今日、野生植物種の 80% と栽培植物種の 70% は、多かれ少なかれ花粉媒介者に依存しています。 したがって、昆虫の個体数と種全体が減少し、 人間によって最も改変された領域では半分に減少世界の植物相に大きな影響を与える可能性があります。

フランス北部のパリ地域は地球全体ではありませんが、そこの植物学者は地球の他の地域で何が起こるかを観察しました。 近年、彼らは野生のパンジーの花があまり派手ではないことに気づいていました。 同時に、受粉を媒介する昆虫の個体数が減少していることは彼らにとって明らかであるように思えた。 両方の現象が関連している可能性はありますか? これを証明するために、彼らは復活の生態学と呼ばれるものに目を向けました。

モンペリエ大学の研究者であるサムソン・アコカ・ピドール氏は、それが何であるかを次のように説明しています。 私たちの場合、一部の種子は 90 年代から 2000 年の間に収集され、国立植物園の冷蔵庫に保管されていました。」 2021年、彼らは冬眠から野生のパンジーの種を回収し、入手したのと同じ畑に戻り、現在から新しい種を採取して比較した。 「この方法論は、共通の庭でまったく同じ条件で祖先と子孫を比較できるため、強力です」とアコカピドール氏は付け加えます。

播種の結果が科学誌に掲載されました 新しい植物学者、彼らは不安です。 彼らは、復活した種子と現在の種子の両方のグループを 4 つの異なる場所の温室に運びました。 それぞれの場所で同じ実験を計画しました。 蚊帳の張られた隔離された場所に、各系統の苗木約30本を植えた。 4月になると受粉のためにミツバチの巣箱を導入し、第2世代を生み出した。 合計792株。 彼らはあらゆる面からそれらを調査した。 彼らは、そのゲノム、昆虫の来訪頻度、栄養成長率、そして特に花冠の長さ、唇の幅、距の長さ、萼片の長さ、開花期間などの開花パラメータをすべて分析した。 開花、花の形成、各植物に現れる最初の 5 つの花の状態。

7 つのパラメータのうち、同じではないのはがく片、つまり花びらの下にある一種のプロテクターの長さだけです。 それ以外の部分では、現在の荒々しい考えと 30 年前の考えの間ではすべてが変わっていました。 具体的には、現在の植物は花の面積が 10% 縮小しています。 また、蜜を導く蜜の数も減りました。 それらは顕花植物が発達させた最も洗練された適応の1つであり、昆虫を蜜や花粉のある場所に導く視覚的なパターンと言えます。 一部の花では人間の目に見えるものもありますが、ヒマワリのように単調な黄色に見える花もありますが、実際には他の黄色がありますが、縞模様は紫外線の範囲内にあり、花粉を媒介する人にしか見えません。 。 。 最後に決定的な事実が 1 つあります。実験が行われた 4 つの場所では、復活した過去の系統が平均して 20% 多くの花蜜を生産しました。

並行して、実験の著者らは他の 2 つの傾向を観察しました。 一方で、遺伝子レベルで確認されたところ、現在の植物の自家受粉率は過去の植物よりも27%高いことが確認されました。 維管束植物の起源以来、多くの種が自ら受精する能力を発達させてきました。 これは原理的には無敵の戦略であり、再現する人は必要ありません。 しかし、それには問題があり、近親交配による遺伝的多様性の減少により、生物はより脆弱になり、環境の変化に直面する際の弾力性が低下し、当然のことながら、有害な突然変異を受け継ぐリスクが倍増します。 植物学者は、現在の花では、自家受精を促進するための雌しべと雌しべの間、雄と雌の生殖器官の間の距離である雌雄同体性が少ないことを発見しました。

「自家受精は近親交配の極端な形態であり、植物（およびすべての生物）において、それはそのサイズと生存に影響を与えます。」

ピエール・オリヴィエ・シュプトゥ、フランス国立科学研究センター研究員

「自家受精は近親交配の極端な形態であり、植物（およびすべての生物）において、それはそのサイズや生存に影響を及ぼします…」と国立科学研究センター（CNRS）の研究者ピエール・オリヴィエ・シュプトゥは言う。 フランス人）であり、Acoca-Pidolleの作品の監督者です。 実際、現在の植物が生産する種子の数は過去の植物と比較して若干少ないことがわかりましたが、この収量の低下が将来どのように変化するかを観察する必要があるでしょう。

この大きな変化は、野生のパンジーが花粉媒介者を獲得することがますます困難になっているためと考えられる。 これらの共生昆虫が減少すると、植物が資源のかなりの部分を投資する要素である、それらを引き寄せる花や蜜が不要になるでしょう。 実際、実験では、マルハナバチの数と頻度が現在の標本よりも少ないことが確認されました。 「私たちは、これらの植物がこれほど急速に進化することを発見して驚きました。 「私たちの研究結果は、パンジーと花粉媒介者を結びつけていた古代の相互作用が急速に失われつつあることを示しています」とアコカピドール氏は述べた。 同じ考えが、彼女の家庭教師である変化のスピードを強調しています。 「私たちの研究が示しているのは、彼らが花粉媒介者なしで生活できるように進化しているということです」とチェプトゥ氏は強調する。 「彼らは自家受粉を目指して進化しており、これは短期的には効果がありますが、将来の環境変化に適応する能力が制限される可能性があります。」

マイケル・レンハルト教授が監督する、 植物器官遺伝学研究室 ポツダム大学（ドイツ）にて。 突飛な思考実験とは無関係に、彼は調査した 自家受粉症候群。 この症候群の基本的な特徴は、性器の位置の変化（雌雄同体性の短縮）と花の形態の変化です。 レンハルト氏は、その結果の一つがこれらの装飾品の魅力の喪失であることに同意する。「特に、サイズが小さくなり、臭いの発生が少ないなど、さまざまな要素を伴う自家受精症候群がすでに強く確立されている場合はそうだ。」 この場合、花粉媒介者を引き付けるための 2 つの重要なシグナル (視覚、花の大きさ、および嗅覚、香り) が減少するため、花の印象が薄れ、花粉媒介者にとって魅力的でなくなります。」

このドイツ人科学者もフランス人に同意し、「近い将来、花粉媒介者の数が減少し続ければ、より多くの植物が自家受粉と自家受粉の割合を高めて進化することになるだろう」としている。 長期的には、これは良い戦略ではないとも信じている。「自家受精した個体群や種は進化能力が低い傾向にあるため、もしこの影響が本当に強くなったら、おそらく問題の個体群に悪影響を与えるだろう」適応とより高い絶滅率。」

「この移行は自然に存在しており、植物の間では一般的ですが、地球規模の変化がそれを加速させています。 「スピードこそがドラマチックだ」

セルジオ・ラモス氏、スイス、チューリッヒ大学の植物学研究者

チューリッヒ大学（スイス）の研究者セルジオ・ラモス氏は、植物の自家受精が常に存在していたことを思い出します。 「これは孤立した現象ではなく、すべての植物、すべての植物グループが経験しており、実際、これは最も重要で、最も頻繁に、最も一貫した進化の変遷の 1 つです。」と彼は言います。 数年前、ラモスさんは濃い黄色の花を咲かせるキャベツを使って一連の実験を行った。 他の植物と同様に、受粉を媒介する昆虫を引き付ける必要がありますが、魅力的すぎると草食性の昆虫も引き付けることになります。 実験では同じ起源を持つ植物を４つのグループに分け、マルハナバチや貪欲な草食動物モンシロチョウの毛虫の有無を遊んだ。 8世代になると、それぞれの花は大きく異なってきました。 花粉媒介者にさらされたものは花が大きくなり、より多くの香りを放ちました。 一方、毛虫の被害を受けた個体は、花の魅力は減りましたが、草食動物を怖がらせるために有毒な代謝産物の量が増加していました。

「これは、この移行が非常に急速に起こるという最初の実験例の 1 つでした」とラモス氏は言います。 しかし、昆虫の存在の有無を操作した作品は他にもあり、「植物に花粉の動きがない場合、昆虫を介した交配は起こらず、数世代後には交配が見られ始めることがわかっている」ラモスにとって、今と違うのは、やはり変化のスピードです：「この変化は自然に存在しており、植物の間では一般的ですが、地球規模の変化がそれを加速させています。そのスピードは、 」

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