キク科の帰化における果実異形性の役割

The role of fruit heteromorphism in the naturalization of Asteraceae.

• Annamária Fenesi
• Dorottya Sándor
• Petr Pyšek
• Wayne Dawson
• Eszter Ruprecht
• Franz Essl
• Holger Kreft
• Jan Pergl
• Patrick Weigelt
• Marten Winter
• Mark Van Kleunen

抄録

背景と目的:

果実の異形性は、空間的にも時間的にも異質な環境に対処するための賭けの戦略と考えられている。また、同じ種の果実形態の異なる行動は、帰化の際にも有益であると考えられる。しかし、これまでの研究では、大規模な植物種の帰化成功と果実の異形性との関連性を検証したものはなかった。

BACKGROUND AND AIMS: Fruit heteromorphism is considered to be a bet-hedging strategy to cope with spatially or temporally heterogeneous environments. The different behaviours of the fruit morphs of the same species might also be beneficial during naturalization, once the species has been introduced to a new range. Yet, no study to date has tested the association between fruit heteromorphism and global-scale naturalization success for a large set of plant species.

方法:

キク科の果実の異形性に関する2つの大規模なデータセットを作成した。1つは中央ヨーロッパの在来種(n = 321)で、もう1つは観賞用として頻繁に植えられている種(n = 584)であった。系統的線形回帰とロジスティック回帰を用いて、異型種の方が単型種よりも世界のより多くの地域で、在来種の範囲外に帰化する可能性が高いかどうかを検証した。また、異形性の効果が種の生活史や身長によって変調されるかどうかも検証した。

METHODS: We compiled two large datasets on fruit heteromorphism in Asteraceae. One dataset was on native species in Central Europe (n = 321) and the other was on species frequently planted as ornamentals (n = 584). Using phylogenetic linear and logistic regressions, we tested whether heteromorphic species are more likely to naturalize outside their native range, and in more regions of the world than monomorphic species. We also tested whether the effect of heteromorphism is modulated by life history and height of the species.

重要な結果:

その結果、異形種の方が帰化しやすいことがわかった。しかし、帰化した種の中で、異形種と単形種は帰化した世界の地域数に差はなかった。寿命が短いことと背が高いことの両方が帰化の成功を促進し，寿命と背の高さをモデルに含めると，帰化能力に対する果実の異形性の影響は有意ではなかった。それにもかかわらず、背の高い植物の中では、異形性の観賞用種の方が単形性の種よりも一般的に、またより多くの地域で帰化する可能性が有意に高かった。

KEY RESULTS: We show that heteromorphic species were more likely to naturalize outside their native range. However, among the naturalized species, heteromorphic and monomorphic species did not differ in the number of world regions where they became naturalized. A short life span and tall stature both promoted naturalization success and, when life history and height were included in the models, the effect of fruit heteromorphism on the ability to naturalize became non-significant. Nevertheless, among tall plants, heteromorphic ornamental species were significantly more likely to become naturalized in general and in more regions than monomorphic species.

結論:

我々の結果は、キク科では異形性果実の生産が帰化の成功と関連しているという証拠を提供している。しかし、果実の異形性そのものではなく、果実異形性種の他の生物学的形質、すなわち短寿命と高身長の組み合わせが帰化の成功に寄与しているように思われる。

CONCLUSIONS: Our results provide evidence that in Asteraceae the production of heteromorphic fruits is associated with naturalization success. It appears, however, that not fruit heteromorphism per se, but a successful combination of other biological traits in fruit heteromorphic species, namely short life span and tall stature, contributes to their naturalization success.

© The Author(s) 2019. Published by Oxford University Press on behalf of the Annals of Botany Company. All rights reserved. For permissions, please e-mail: journals.permissions@oup.com.