マカロネシアにおける樹形ニンジン（Daucus）の並進進化

Parallel evolution of arborescent carrots (Daucus) in Macaronesia.

• Kamil E Frankiewicz
• Alexei Oskolski
• Łukasz Banasiak
• Francisco Fernandes
• Jean-Pierre Reduron
• Jorge-Alfredo Reyes-Betancort
• Liliana Szczeparska
• Mohammed Alsarraf
• Jakub Baczyński
• Krzysztof Spalik

抄録

PREMISE:

集中的な研究が行われているにもかかわらず、海洋性の島々に見られる木質性の進化の背景にある経路や原動力については不明な点が多い。ダウカス属は主に草本類（セロファイト、ヘミクリプトファイト）で構成されているが、マカロネス諸島の群島にはロゼット状の木部（カマエファイト）はほとんど見られず、独立した進化を遂げていることが示唆されている。本研究では，派生する木質性の進化経路を明らかにするために，ダウカスおよび近縁種の系統関係と習性・二次木質性の進化を調べた。

PREMISE: Despite intensive research, the pathways and driving forces behind the evolution of derived woodiness on oceanic islands remain obscure. The genus Daucus comprises mostly herbs (therophytes, hemicryptophytes) with few rosette treelets (chamaephytes) endemic to various Macaronesian archipelagos, suggesting their independent evolution. To elucidate the evolutionary pathways to derived woodiness, we examined phylogenetic relationships and the habit and secondary xylem evolution in Daucus and related taxa.

方法:

分子マーカー，生活史，生息形質については60種を調査した。木材の解剖学的特徴については21種を検討した。ベイズ法を用いて系統樹を推定した。選択された形質の進化は、パラシモニーと最尤法を用いて再構成された。

METHODS: Sixty taxa were surveyed for molecular markers, life history, and habit traits. Twenty-one species were considered for wood anatomical characters. A dated phylogeny was estimated using Bayesian methods. The evolution of selected traits was reconstructed using parsimony and maximum likelihood.

結果:

ダウカスは中新世後期から更新世にかけて、カナリア諸島（後にマデイラ島）、カーボベルデ、アゾレス諸島に独立して分散した。寿命，繁殖戦略，生命形態は非常に相同性が高く，Daucusの祖先は単葉で隔年性のヘミクリプト藻であったと考えられる。ロゼットツリーレットは、カナリア-マデイラン系とカーボベルデでは、過去0.13万年の間に独立して進化した。木片とヘミクリプト藻には木の解剖学的な違いは見られなかった。木材中の広汎な軸状柔体は単核ではなく多核種で多く見られた。

RESULTS: Daucus dispersed independently to the Canary Islands (and subsequently to Madeira), Cape Verde, and the Azores in the late Miocene and Pleistocene. Life span, reproductive strategy, and life form were highly homoplastic; the ancestor of Daucus was probably a monocarpic, biennial hemicryptophyte. Rosette treelets evolved independently in the Canarian-Madeiran lineage and in Cape Verde, the latter within the last 0.13 Myr. Treelets and hemicryptophytes did not differ in wood anatomy. Pervasive axial parenchyma in wood occurred more often in polycarpic rather than monocarpic species.

結論:

ダウカスの寿命と生命形態は進化的に乏しく，生命形態というよりも植物の繁殖戦略に関連しており，木材の解剖学とは無関係に変化する可能性がある。島状の木質性は急速に進化する可能性があり（D. bischoffiiで実証されている），ダウカスでは木質性は木質塞栓症のリスクを低下させるための適応ではないように思われる。

CONCLUSIONS: Life span and life form in Daucus are evolutionarily labile and may change independently of wood anatomy, which is related to plant reproductive strategy rather than to life form. Insular woodiness may evolve rapidly (as demonstrated in D. bischoffii), and in Daucus, it does not seem to be an adaptation to lower the risk of xylem embolism.

© 2020 The Authors. American Journal of Botany published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of Botanical Society of America.