オーストラリアの8本の樹木の地理的範囲では、乾燥が形質の変化を協調的に促したが、形質の分散は減少しなかった

Aridity drives coordinated trait shifts but not decreased trait variance across the geographic range of eight Australian trees.

• Leander Dl Anderegg
• Xingwen Loy
• Ian P Markham
• Christina M Elmer
• Mark J Hovenden
• Janneke Hille Ris Lambers
• Margaret M Mayfield

抄録

種内の機能的形質の大きな変動は、共同体や生態系の多くの側面に強い影響を与え、進化が機能する媒体となる。しかし、形質の種内変動は一貫性がなく、形質、種、場所を超えて予測することは困難である。本研究では、オーストラリア産ユーカリ7種とアカシア1種を用いて、乾燥度に応じて形質とその変動がどのように変化するかを調べるために、乾燥度に応じて面積当たりの葉質量（LMA）、葉の乾物含有量（LDMC）、枝の木材密度（WD）、幹面積と枝の葉面積の配分（枝のフーバー値、HV）の種内変動を測定した。種内では、乾燥度の上昇に伴い、LMA、LDMC、WD、HVが一貫して増加し、その結果、葉と枝の間で形質が一貫して協調していることがわかった。しかし、このような協調性は、気候差が大きい場所でのみ見られた。形質平均とは異なり、乾燥に伴う形質分散のパターンは、個体群や種によってまちまちであった。より高緯度の種や乾燥した個体群では、LDMCだけが形質変動に制約があったが、これは可塑性や遺伝的形質変動の限界を示している可能性がある。我々の結果は、気候が種内で一貫した形質パターンを駆動する可能性があることを強調しているが、形態学的形質の複雑な性質、不完全な種の範囲をサンプリングしたり、混同されたストレス勾配をサンプリングしたりすることで、パターンが不明瞭になることが多いことを示している。

Large intraspecific functional trait variation strongly impacts many aspects of communities and ecosystems, and is the medium upon which evolution works. Yet intraspecific trait variation is inconsistent and hard to predict across traits, species, and locations. We measured within-species variation in leaf mass per area (LMA), leaf dry matter content (LDMC), branch wood density (WD), and allocation to stem area vs. leaf area in branches (branch Huber value, HV) across the aridity range of seven Australian eucalypts and a co-occuring Acacia species to explore how traits and their variances change with aridity. Within-species, we found consistent increases in LMA, LDMC and WD, and HV with increasing aridity, resulting in consistent trait coordination across leaves and branches. However, this coordination only emerged across sites with large climate differences. Unlike trait means, patterns of trait variance with aridity were mixed across populations and species. Only LDMC showed constrained trait variation in more xeric species and drier populations that could indicate limits to plasticity or heritable trait variation. Our results highlight that climate can drive consistent within-species trait patterns, but that patterns might often be obscured by the complex nature of morphological traits, sampling incomplete species ranges, or sampling confounded stress gradients.

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