一年生植物

一年生植物は、発芽から種子の生産までのライフサイクルを1つの生育期内に完了し、その後枯れる植物です。世界的に、すべての植物種の6％、草本植物（樹木と低木を除く）の15％が一年生植物です。 ^{[1]一年生ライフサイクルは、}被子植物の系統発生全体を通じて120を超える異なる植物科で独立して出現しました。^[2]

伝統的に、一年草は多年生植物の祖先から進化したという仮説が一般的でした。しかし、最近の研究ではこの考えに異議を唱え、多年生植物が一年草の祖先から進化した例が明らかになりました。^[3]興味深いことに、モデルでは一年草から多年生植物への移行速度は、その逆の移行速度の2倍であると提案されています。^[4]

ライフヒストリー理論では、成虫の死亡率が実生（または種子）の死亡率よりも高い場合に一年生植物が好まれると仮定しています。 ^[5]つまり、一年生植物は撹乱や時間的変動が大きい環境で優勢となり、成虫の生存率が低下します。この仮説は、成虫の死亡率が高く種子の持続性が高い、暑く乾燥した夏の地域で一年生植物の蔓延が増加するという観察によって裏付けられています。^{[1] [4 ] [6]さらに、暑く乾燥した夏におけるさまざまな科の一年草の生活環の進化は、}収斂進化の最も優れた例の1つとなっています。^{[1] [4] [3]}さらに、年間の蔓延は年ごとの変動によってもプラスの影響を受けます。^[1]

世界的に、一年生植物の蔓延は、人間の足跡の増加に伴って増加傾向を示しています。^[1]さらに、家畜による放牧が草原における一年生植物の豊富さの増加に寄与していることが判明しています。^[7]特にヨーロッパ人の入植後に起こった放牧や農業などの活動に関連する撹乱は、ヨーロッパやアジアから新世界への一年生植物の侵入を促進しました。

さまざまな生態系において、一年生植物の優勢は、二次遷移の際の一時的な段階であることが多く、特に撹乱の後に顕著です。たとえば、畑が放棄された後、一年生植物が最初はそこに定着するかもしれませんが、最終的には長命種に置き換えられます。^[8]しかし、特定の地中海システムでは、ユニークなシナリオが展開されます。一年生植物が優勢になった場合、多年生植物が必ずしもそれに取って代わるわけではありません。^{[9]この特異性は、システム内の}代替の安定状態に起因します。一年生植物の優勢状態と多年生植物の状態はどちらも安定していることが証明されていますが、最終的なシステム状態は初期条件に依存します。^[10]

一年生植物は一般的に多年生植物よりも成長率が高く、種子に多くの資源を割り当て、根に割り当てる資源が少ない。^{[11]長寿命の植物と短寿命の種子を特徴とする多年生植物とは対照的に、一年生植物は}土壌種子バンクの持続性を高めることで寿命の短さを補う。^[12]こうした生活史戦略の違いは、生態系の機能とサービスに大きな影響を与える。例えば、一年生植物は地下資源を割り当てる量が少ないため、多年生植物よりも侵食を減らし、有機炭素を貯蔵し、栄養素と水の利用効率を低く抑えるという点での役割は小さい。^[13]

一年生植物と多年生植物の違いは、農業の分野では特に顕著です。一年生植物は地球上のバイオマスのわずかな部分を占めるにもかかわらず、人類の主な食料源として際立っています。これは、種子生産に資源をより多く割り当て、それによって農業の生産性を高めているためと考えられます。人類が環境に影響を与えた人新世では、一年生植物の世界的な被覆率が大幅に増加しました。^[14]この変化は、主に多年生植物が優勢である自然システムが一年生作物に転換されたことに起因しています。現在、一年生植物は作物地の約70％を覆い、世界の食料消費の約80％を占めています。^[15]

2008年、一年生植物の一種でたった2つの遺伝子を不活性化するだけで、多年生植物に変化することが発見されました。^{[16]研究者らは、}シロイヌナズナのSOC1遺伝子とFUL遺伝子（開花時期を制御する遺伝子）を不活性化しました。このスイッチにより、木質形成 など、多年生植物に共通する表現型が確立されました。

• 二年生植物 - 生物学的ライフサイクルを完了するのに2年かかる開花植物
• 多年生植物 – 2年以上生きる植物
• 一子植物 - 一度だけ開花して種子をつける植物 - 一度だけ開花して種子をつけ、その後枯れる植物。
• 短命植物

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