ハチドリの花粉交配者。 Shutterstock / Ondrej Prosicky
動物によって受粉された植物の花は、色、香り、形の自然界で最も驚くべき変化のいくつかを示しています。 しかし、この卓越した多様性はどのように進化したのでしょうか。
物語の大部分は、彼らが繁殖のために依存している動物への適応です。 多くの花の特徴は、最適な花粉移動のために花粉交配者を引き付けて「適合」させるための適応であると考えられています。
これらの花の特徴がいつどのように進化するかを理解するために、生物学者はしばしば過去の再構築に頼り、進化の変化につながった条件を推測する必要があります。 しかし、興味深い代替手段は、最近の変更を使用することです。
同僚と私が詳しく調べたとき、 新しい研究で、約200年前にアメリカ大陸に持ち込まれた帰化したジギタリスの花が、ヨーロッパの原住民と比べて変化していることがわかりました。 この変更は、導入以来85世代未満で、花粉交配者としてハチドリが追加されたことと一致しています。
キツネノテブクロはおなじみです もともとヨーロッパに限定されていた、その原産地で愛されている野生の花。 19世紀の間に、それらは世界の多くの地域に紹介されました。おそらく熱心な英国の庭師によって紹介されました。
私たち人間は、世界中の植物を動かすことによって、不注意に大陸横断実験を開始し、植物の繁殖の成功と花の進化における花粉交配者の重要な役割をテストしました。 植物が新しい地域に導入され、その範囲が拡大すると、花粉交配者のいない新しい環境に直面することがよくあります。
他の場合、一般的なキツネノテブクロや ジギタリスパープル、新しい花粉交配者を追加することができます。 この場合、まったく新しい花粉交配者のグループであるハチドリが、新しく拡張された範囲の一部で花の訪問者のカタログに追加されました。
ヨーロッパでは、ジギタリスは長い舌を持つマルハナバチによってのみ受粉されます。これは、花の管の基部で生成される蜜の報酬に到達できる唯一の昆虫です。 しかし、アメリカ大陸でジギタリスが帰化すると、ハチドリが登場しました。
不親切なキツネノテブクロ
彼らの母国では、ジギタリスはマルハナバチの花粉交配者に特化するためのさまざまな戦略を持っています。 花はどんな訪問者にとってもアクセスしやすいように見えますが、小さな昆虫や短い舌のマルハナバチでさえ蜜にアクセスすることはできません。 それは花冠と呼ばれる管によって隠されており、それは根元の蜜に向かってますます収縮します。
花はまた、小さな蜂やハエが絡まって諦めるので、花に足を踏み入れようとするときに障壁として機能する一連の長い毛を備えています。
ただし、これらの花の特徴は、ハチドリの訪問を妨げるものではありません。 多くの点でキツネノテブクロは完璧です ハチドリ受粉のために。 各花は大量の蜜を生成し、大きなスタンドで成長することにより、ハチドリが高いエネルギー需要をサポートするために必要な供給を提供します。
長い舌のマルハナバチは、ジギタリスの奥深くの蜜に達することができます。 Shutterstock / Ian Dyball
キツネノテブクロの進化
私たちの研究では、コロンビア、コスタリカのキツネノテブクロの個体数と英国の在来種に焦点を当てました。 熱帯地域では、人口は標高2,200メートル（7,200フィート）を超える標高に限定されており、一年中涼しくて湿っています。 マルハナバチは今でも最も頻繁に花を訪れる訪問者ですが、ハチドリは訪問の最大27％を行うことができます。 ハチドリがジギタリスの効果的な花粉媒介者であるかどうかをテストしたところ、花粉を花に移すのにハチドリよりもさらに効果的であることがわかりました。
花を調べたところ、ハチドリが生息する個体群では、英国の在来個体群と比較して、ネクターが蓄積する管がかなり大きくなっていることがわかりました。 また、より大きなチューブを持つ花を持つ植物は、私たちが調べたすべての帰化集団でより高い繁殖成功率を示すことがわかりました。これは、より長い花が自然淘汰によって支持されていることを示しています。
これは、コロンビアとコスタリカの個体群で一貫していた– 1850年代頃のヨーロッパからのXNUMXつの独立したジギタリスの導入を表すため、これは重要である。 分子マーカーから、両国のジギタリスは遺伝的に異なるという予備的な証拠があります。 南アメリカと中央アメリカは、キツネノテブクロが侵入できない密集した低地の熱帯雨林によって隔てられているため、植物が一方の地域からもう一方の地域に植民地化した可能性はほとんどありません。
ハチドリの追加後、両方の地域で同じ花の変化と選択の方向が見られるという事実は、新しい花粉交配者環境への急速な適応を目撃しているという強力な証拠を提供します。 次の研究では、私たちが見ている選択が実際にハチドリによって課されていることを確認したいと思っています。
ジギタリスの場合、植物と動物の両方が動き回ったり、拡大したり、後退したりすることを余儀なくされている世界で十分な時間が与えられれば、植物は花粉交配者の変化に対して回復力があるかもしれないことを示唆しています。 しかし、多くの場合、植物は新しい花粉交配者を獲得するのではなく、花粉交配者を失っています。 すべてのケースを研究することは、私たちが植物の進化をよりよく理解するのに役立ちます。
著者について
マリアクララカステリャノス、進化、行動、環境の講師、 サセックス大学
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