森林限界と南限地のダケカンバ苗木の生存率・成長率の低下は メカニズムが異なる

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。


■ 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）

【著者名】
相原隆貴（筑波大学生命環境科学研究科）、荒木響子（宮内庁庭園課・筑波大学生命地球科学研究群）、小沼佑之介（筑波大学生命環境科学研究科）、蔡一涵(北海道大学地球環境科学院)、Aye Myat Myat Paing（東京大学大学院農学生命科学研究科）、後藤晋（東京大学大学院農学生命科学研究科）、久本洋子（東京大学大学院農学生命科学研究科）、戸丸信弘（名古屋大学生命農学研究科）、本間航介（新潟大学佐渡自然共生科学センター）、高木正博（宮崎大学農学部）、吉田俊也（北海道大学北方生物圏フィールド科学センター）、飯尾淳弘（静岡大学農学部）、永松大（鳥取大学農学部）、小林元（信州大学農学部）、廣田充（筑波大学生命環境系）、内山憲太郎（森林総合研究所樹木分子遺伝研究領域）、津村義彦（筑波大学生命環境系）

【掲載誌】 Heredity

【掲載日】 2023年11月９日（現地時間）

【DOI】10.1038/s41437-023-00655-0