2015年[ 科学教育振興助成 ] 成果報告
日野山周辺(越前市味真野地区)の在来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの生態～夏眠性とニッチについて～
概要
１．はじめに
本校理科クラブは、2年間の越前市味真地区のﾀﾝﾎﾟﾎﾟの調査により、(1)この地域には見かけ上の外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの中に、在来種との交配でできた雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟが高い割合で存在すること、(2)在来種ﾆﾎ
ﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟは、雑種や外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟとは違い、上層に他の植物が茂る群落の下層でも生育することができ、この地域の生態系の中で特有のニッチ（生態的地位）をしめていることを確認した。(2)が可能な理由として、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟは、他の植物が葉を展開する夏の間は自らは葉を畳んで休眠し、他の種が衰える秋から冬・早春には葉を展開し、光をとる「夏眠性」を持っているからと考えられた。
本年度、当クラブはこの「夏眠性」という現象が具体的にどのような形で発現するのか、について以下のように観察・実験に取り組んだ。
２．研究の目的
在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟと雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」について「葉」に注目し、ﾀﾝﾎﾟﾎﾟが春の開花後、葉の数を減らし、葉を縮小する現象を(1)写真記録と(2)数値データの２つで明らかにする。また、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟの中でも種類により「夏眠性」に差があるか確かめるために、この地域に自生種及び自生していない種も観察実験に加えて、違いを調べる。
３．調査方法
(1)葉緑体
DNAの解析：調査個体の葉緑体DNAを解析し個体を在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟと雑種ﾀﾝﾎﾟﾎを分類する。
(2)「ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数」の定義；「葉の数」とともに、葉のサイズと数に現れるであろう「夏眠性」を評価する観点の１つとして、以下のように定義してみた。
ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数＝そのﾀﾝﾎﾟﾎﾟ1個体の「葉の本数」
×最大葉の「長さ」×最大葉の「幅」
この指標の、値が大きいほどそのﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」は発現していないことを表わし、この値が小さく、「0」に近いほどそのﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」が大きく発現していることになる。
(3)観察地点の設定；
ア、光に恵まれない環境でありながら、この地域に自生する在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟを、定点観察点として、
（注:表/PDFに記載）
上の①②のように２カ所、設定した。
イ、プランターに、比較すべき在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ、対照実験の意味で雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟをプランターに植栽し、比較的光のあたる本校生物室横の庭に置いた｡プランターには、1鉢あたり同じ種類を3～4個体
（株）植栽する。
（注:表/PDFに記載）
(4)定点観察点およびプランター植栽ﾀﾝﾎﾟﾎﾟを1～2週間ごとに1回、測定・写真等に記録しグラフ化した。
４．調査結果
(1)DNA解析結果
（注:図/PDFに記載）
44サンプルのうち、32個体を解析できた。１種類当たり最低3個体のサンプルがあり、すべての種類の葉緑体DNAのタイプが解析できた。(図2)
(2）写真による記録結果
（注:図/PDFに記載）
上の図3は、本校構内生物室横の庭のプランター植栽ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの写真である。在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ各種は、
8月18日以降、夏眠を脱し葉を増やし始めた時ものである。下の図4は、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ各種の生育状況の推移を写真で記録したものである。
（注:図/PDFに記載）
(3)数値データ(グラフ)の結果
図5は、プランター植栽の各種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「葉の数」、
の推移、図6は同様に「ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数」の推移を表したグラフである。
（注:グラフ/PDFに記載）
５．まとめ
写真・及びグラフから以下のことが言える。・8月中旬には数が少なくなっていること、・ｾｲﾀｶﾀﾝﾎﾟﾎﾟやｼﾛﾊﾞﾅﾀﾝﾎﾟﾎﾟのように「夏眠性」が強く現われる種とﾄｳｶｲﾀﾝﾎﾟﾎﾟのようにそれほど強く現れない種がある。・プランター植栽の環境のように光に恵まれている環境でも「夏眠性」は発現される。・夏眠性の「差が収束する点」があることが分かった。
（注:図/PDFに記載）
６．考察
夏眠性の「差が収束する点」の存在について、この現象が夏眠性に因るものなのか、それとも今年の特殊な(異常な暑さ等の特殊な気候に因るものか疑問が残る。次年度は、この点を詳しく確かめる必要がある。課題としては、純系の外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟを探し出し、その夏眠性発の様子を調べ、在来種や雑種との「夏眠性」発現の差を確かめたい。
今後も在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟやその雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの夏眠性のしくみに迫っていきたい。
本校理科クラブは、2年間の越前市味真地区のﾀﾝﾎﾟﾎﾟの調査により、(1)この地域には見かけ上の外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの中に、在来種との交配でできた雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟが高い割合で存在すること、(2)在来種ﾆﾎ
ﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟは、雑種や外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟとは違い、上層に他の植物が茂る群落の下層でも生育することができ、この地域の生態系の中で特有のニッチ（生態的地位）をしめていることを確認した。(2)が可能な理由として、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟは、他の植物が葉を展開する夏の間は自らは葉を畳んで休眠し、他の種が衰える秋から冬・早春には葉を展開し、光をとる「夏眠性」を持っているからと考えられた。
本年度、当クラブはこの「夏眠性」という現象が具体的にどのような形で発現するのか、について以下のように観察・実験に取り組んだ。
２．研究の目的
在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟと雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」について「葉」に注目し、ﾀﾝﾎﾟﾎﾟが春の開花後、葉の数を減らし、葉を縮小する現象を(1)写真記録と(2)数値データの２つで明らかにする。また、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟの中でも種類により「夏眠性」に差があるか確かめるために、この地域に自生種及び自生していない種も観察実験に加えて、違いを調べる。
３．調査方法
(1)葉緑体
DNAの解析：調査個体の葉緑体DNAを解析し個体を在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟと雑種ﾀﾝﾎﾟﾎを分類する。
(2)「ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数」の定義；「葉の数」とともに、葉のサイズと数に現れるであろう「夏眠性」を評価する観点の１つとして、以下のように定義してみた。
ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数＝そのﾀﾝﾎﾟﾎﾟ1個体の「葉の本数」
×最大葉の「長さ」×最大葉の「幅」
この指標の、値が大きいほどそのﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」は発現していないことを表わし、この値が小さく、「0」に近いほどそのﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「夏眠性」が大きく発現していることになる。
(3)観察地点の設定；
ア、光に恵まれない環境でありながら、この地域に自生する在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟを、定点観察点として、
（注:表/PDFに記載）
上の①②のように２カ所、設定した。
イ、プランターに、比較すべき在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ、対照実験の意味で雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟをプランターに植栽し、比較的光のあたる本校生物室横の庭に置いた｡プランターには、1鉢あたり同じ種類を3～4個体
（株）植栽する。
（注:表/PDFに記載）
(4)定点観察点およびプランター植栽ﾀﾝﾎﾟﾎﾟを1～2週間ごとに1回、測定・写真等に記録しグラフ化した。
４．調査結果
(1)DNA解析結果
（注:図/PDFに記載）
44サンプルのうち、32個体を解析できた。１種類当たり最低3個体のサンプルがあり、すべての種類の葉緑体DNAのタイプが解析できた。(図2)
(2）写真による記録結果
（注:図/PDFに記載）
上の図3は、本校構内生物室横の庭のプランター植栽ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの写真である。在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ各種は、
8月18日以降、夏眠を脱し葉を増やし始めた時ものである。下の図4は、在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟ各種の生育状況の推移を写真で記録したものである。
（注:図/PDFに記載）
(3)数値データ(グラフ)の結果
図5は、プランター植栽の各種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの「葉の数」、
の推移、図6は同様に「ﾀﾝﾎﾟﾎﾟ活性指数」の推移を表したグラフである。
（注:グラフ/PDFに記載）
５．まとめ
写真・及びグラフから以下のことが言える。・8月中旬には数が少なくなっていること、・ｾｲﾀｶﾀﾝﾎﾟﾎﾟやｼﾛﾊﾞﾅﾀﾝﾎﾟﾎﾟのように「夏眠性」が強く現われる種とﾄｳｶｲﾀﾝﾎﾟﾎﾟのようにそれほど強く現れない種がある。・プランター植栽の環境のように光に恵まれている環境でも「夏眠性」は発現される。・夏眠性の「差が収束する点」があることが分かった。
（注:図/PDFに記載）
６．考察
夏眠性の「差が収束する点」の存在について、この現象が夏眠性に因るものなのか、それとも今年の特殊な(異常な暑さ等の特殊な気候に因るものか疑問が残る。次年度は、この点を詳しく確かめる必要がある。課題としては、純系の外来種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟを探し出し、その夏眠性発の様子を調べ、在来種や雑種との「夏眠性」発現の差を確かめたい。
今後も在来種ﾆﾎﾝﾀﾝﾎﾟﾎﾟやその雑種ﾀﾝﾎﾟﾎﾟの夏眠性のしくみに迫っていきたい。