植物と昆虫は共進化し、春にほぼ同時に出現しました。 Marek Mierzejewski/Shutterstock
2 月中旬の生垣は、伝統的には雪で白く見えていたかもしれません。今年の白は、春の到来を告げるブラックソーンの花の作品でした。雨が多くて暗い冬の後には歓迎すべき兆候ではありますが、季節を観察する経験豊富な人々にとって、開花の早さは不安をもたらします。この植物はいつも2月中旬に開花するのだろうか、それとも何か変化があるのだろうか？
幸いなことに、季節の出来事を記録し理解する科学である季節学には、英国で長い歴史があります。 ロバート・マーシャム18 世紀の博物学者であるマーシャムは、1736 年にノーフォークの村で花、鳥、昆虫の出現を記録しました。マーシャムの子孫は 1958 年まで記録を続けました。ウッドランド トラストはその伝統を維持しています。 自然のカレンダー、一般の人々を招待してさまざまな季節のイベントを記録するスキーム。
詳細な分析 2022年に科学者が行った約40万件の植物記録によると、すべての種を総合して考えると、英国の平均開花時期が過去13年間で1980か月早まったことが判明した。種によってばらつきがありました。一般的な生垣植物であるサンザシの開花は、XNUMX 年代初頭よりも一般に XNUMX 日早くなり、マロニエの木の花は XNUMX 日早く開花します。
1980 年代以降、気候は急速に温暖化しました。開花が早くなることにより、植物は冬が短くなり、穏やかになったことを認識します。彼らは日中が暖かくなることを感知し、人間が肌に暖かさを感じて衣服の重ね着を減らして外出するのと同じような方法で、春の発達を変えます。これらの合図を検出するための正確なメカニズムは植物と動物で異なりますが、どちらも気候の変化に対応しています。
目や皮膚を使わずに光と熱を感知
植物は、電磁スペクトルの赤色領域の波長に特に敏感なフィトクロムと呼ばれる色素で、秋の日の短縮を検出します。秋の夜長になると、この赤い光の質が変わります。この微妙な変化は人間にはわかりませんが (私たちの目はスペクトルのこの部分に敏感ではありません)、植物はこの変化を検出して変化を始めることができます。
秋になると血液中のセロトニンというホルモンのレベルが低下するように、冬の到来を感知した植物はアブシジン酸と呼ばれるホルモンの生成を増加させます。これには複数の効果があります。落葉樹では、小枝の成長が止まり、霜や雪に耐えられる丈夫な冬芽が成長し、葉が落ちます。
春の成長は光の長さと温度という同様の要因によって決まりますが、通常は温度の方が重要な役割を果たします。もし植物が光だけに注意を払っていたら、致命的な霜がまだ脅威であるときに成長を始めたり、春先の穏やかな日中に成長に適した時期を逃したりするリスクがあるでしょう。温度検出により、春の花の開花時期が決まります。これが、地球温暖化がこれらの花の初期の出現で明らかである理由です。
植物がどのようにして温度を感知するのかは完全には理解されていません。その一部は、空気が特定の温度を下回ったときに細胞内の成長阻害ホルモンが破壊され、成長ホルモンが増加することによるものである可能性があります。
人間の皮膚には温度を感知する神経がありますが、植物はおそらく色素に依存していると思われますが、そのメカニズムは完全には理解されていません。熱はフィトクロムが感受性があるのと同じ電磁スペクトルの一部であるため、おそらくこの色素が関与している可能性があります。成長の開始に関与するメカニズムが何であれ、温度も植物の成長速度を決定します。
花と花粉媒介者が同期していない
ミツバチのような昆虫の花粉媒介者は、餌となる花が開花するときに羽上にいるように、生活環を同期させる必要があります。冬から出現するタイミングも、気温と日長の影響とホルモンによって決まります。
何世代にもわたる花粉媒介者の進化により、花の出現と花粉媒介者の出現の間に密接な関係が生まれました。花と花粉媒介者の出現が同期していないと、昆虫は蜜を得ることができず、植物は受精できません。
葉の出現とそれを食べる昆虫の草食動物の間にも同様の関連性が存在します。気候変動の速さと、2つのグループの対応方法のわずかな違いにより、この同期が崩れ、双方に深刻な結果をもたらす危険があります。
大規模な研究 ドイツの科学者らは、1980年から2020年の間に花とその花粉媒介者がいつ出現したかを調査し、複雑な状況を発見した。どちらも気候変動に対応して開花と出現が早まりましたが、植物はより大きな変化を遂げていました。
昆虫のグループ間には差異があり、ミツバチや蝶は植物と同調して移動していましたが、ハナアブではこれは観察されませんでした。これらの昆虫の種間にも違いがありました。
植物とそれに依存する昆虫が同期してタイミングを変える場合でも、食物連鎖の次の段階はそれほど柔軟ではない可能性があります。オークの葉はオーク蛾の幼虫によって食べられます。これは、シジュウカラやキビタキなどの鳥の雛の主食でもあります。 リンクテキスト。ヒナはほぼ同時に孵化しましたが、オークの葉と毛虫はそれより早く出現し、今のところ同期した状態が続いています。しかし、どれくらいの期間でしょうか？
ブラックソーンの花は今でも冬からの歓迎の安らぎであり、春が近づいていることを示しています。しかし、それらは気候変動の兆候でもあり、動植物のタイミングと同調性、そしてそれらが属する複雑な食物連鎖に関する実験が展開されています。
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