ダケカンバは日本の高山に生育する樹木です。国内11カ所から収集した苗木の生育試験をしたところ、森林限界と分布南限地由来の苗木の生存率や成長は他の苗木より低くなりました。森林限界地は気候条件、南限地は遺伝的特性と、それぞれ異なるメカニズムで適応性が低下していることが分かりました。
それぞれの植物はその植物にあった気候帯に分布しており、自然分布域の端に生育する個体を異なる環境に移すと、悪い成長を示す現象が見られます。この現象は、①分布の端の環境がその種にとっての極限環境で、異なる環境では適応能力を失うため②集団の小規模化・孤立化により、近親交配や遺伝的浮動の影響を受けやすいため――の二つの要因から説明されてきました。しかし、これら二つの要因が、それぞれどのように成長の低下を引き起こすのかはあまり分かっていませんでした。
本研究では、日本の高山に分布するダケカンバの苗木を国内11カ所から収集し、全国8カ所で産地試験を行いました。試験では苗木の成長を比較し、気候条件や遺伝的特性との関連を調べました。
その結果、中央アルプスの森林限界由来の苗木は低い生存率や個体サイズを示しました。また、遺伝的に他集団と大きく異なっていた分布南限地である紀伊半島由来の苗木は、これに加えて成長率も低いことが分かりました。さらに、紀伊半島のダケカンバ集団は遺伝的多様性が低く、近親交配が生じていることが明らかになりました。
中央アルプス由来の苗木は、森林限界の低温環境に適応し小さな個体サイズが選択されたために、異なる環境では生育が悪いことが考えられました。紀伊半島の集団は、遺伝的浮動・近親交配の影響を受け、低い生存率・成長率を示したと考えられました。つまり、分布の端から来たダケカンバ苗木の生存率・成長の低下は、二つの異なるメカニズムで生じていたことになります。
また、これらの結果から、自然分布域の端に生育する集団は地球温暖化の進行で消失する可能性が高いと考えられるため、早急に保全策を立てる必要があります。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学生命環境系
津村 義彦 教授
筑波大学大学院生命環境科学研究科
相原 隆貴
東京大学大学院農学生命科学研究科
後藤 晋 准教授
掲載論文
【題名】 Divergent mechanisms of reduced growth performance in Betula ermanii saplings from high-altitude and low-latitude range edges.
（高標高および低緯度集団出身のダケカンバ個体の低い成長形質のメカニズム） 【掲載誌】 Heredity 【DOI】 10.1038/s41437-023-00655-0