適応できない種は消滅する: この進化原理は、気候変動の文脈における植物にも当てはまります。研究者たちは現在、モデル植物のターレクレソンを例として、ヨーロッパの種が干ばつの増加に適応するためにどのような遺伝的潜在力を持っているかを調べた。したがって、有利な遺伝子変異はまれであり、種の発達に重大な影響を与える可能性があります。研究者らによると、この発見はおそらく他の植物種にも応用できる可能性があるという。
明らかなことは、気候変動は多くのヨーロッパの植物種にとって大きな課題であり、すでに絶滅の危機に瀕している種の中にはおそらく気候変動に対処できないものもあるということだ。進化生物学の観点から見ると、気候の変化は選択圧力を強めます。つまり、干ばつ耐性を高める特徴を持つ種の個体だけが生き残ります。ある種が適切な遺伝的多様性を備えていない場合、その種は影響を受けた分布地域から消滅するか、完全に絶滅します。テュービンゲンのマックス・プランク発生生物学研究所のモイセス・エクスポジト・アロンソ率いる研究者らが強調しているように、気候変動による生物多様性への脅威を考える際、種のこの遺伝的構成はこれまでほとんど注目されてこなかった。
適応の可能性に焦点を当てる
基礎情報を収集するために、モデル植物であるシロイヌナズナ( Arabidopsis thaliana )について研究を実施した。ヨーロッパに広く分布しているこの植物は、科学の「緑のモルモット」であり、シロイヌナズナほど遺伝学的に研究された植物はありません。研究のために、エクスポジト・アロンソと彼の同僚は、ヨーロッパのさまざまな地理的場所から500以上の天然シロイヌナズナ系統を収集し、それらをスペインとドイツのさまざまな条件下で栽培しました。
研究者らは、植物内のさまざまな遺伝子変異の個々の組み合わせが、極端な気候に対する耐性にどの程度影響を与えるかに特に興味を持っていました。次に研究者らは、実地試験から得られたデータを、今後数十年間の気候変動の影響のモデルと組み合わせました。これにより、人為的な気温と降水量の変化が種の遺伝的多様性をどのように変化させるかについて結論を導くことができました。
遺伝的多様性が脅かされる
彼らの結果は、いくつかのシロイヌナズナ植物が、深刻な干ばつや暑さの中でも生き残る遺伝的潜在能力を持っていることを示しています。しかし、それらのほとんどは、イベリア半島、フランス、イタリア、南東ヨーロッパでの2050年の干ばつ予測に対処できないだろう。これは、種がボトルネック効果にさらされることを意味します。有利な遺伝子構成を持つ少数の個体のみが集団の基礎となることになります。これは、種にとって重要な遺伝的多様性が減少していることを意味します。 「私たちの計算によると、シロイヌナズナの遺伝的多様性は 2050 年までに大幅に減少することがわかりました。特に恩恵を受ける突然変異は、ヨーロッパ南部と南東部の将来の極端な気候に対する植物の回復力を高めるものになるだろう」とエクスポジト＝アロンソ氏は言う。
しかし、これはヨーロッパの植物相にとって何を意味するのでしょうか?ほとんどの植物には、気候変動時の適応性を評価できる十分な遺伝情報がまだ不足しています。しかし、シロイヌナズナに当てはまることは、おそらく他の多くの種にも当てはまると研究者らは言う。この結果は、今日ヨーロッパに自生する植物の多くは、降雨量が減少し平均気温が上昇すると予想される地中海と北欧の気候周縁地帯で生き残るための遺伝的要件を備えていないことを示唆している、とエクスポジト・アロンソらは結論づけた。
出典: Max Planck Society、専門記事: Nature、doi: 10.1038/s41586-019-1520-9
