
種子植物では、種子散布とは、種子が親植物から離れて移動、拡散、または輸送されることです。 [ 1 ]植物の移動能力は限られており、種子を輸送するために、風などの非生物的媒介物と鳥などの生物的媒介物を含む、さまざまな散布媒介物に依存しています。種子は、親植物から個別にまたは集合的に散布される可能性があり、空間的にも時間的にも散布されます。
種子散布のパターンは、散布メカニズムによって大きく左右され、これは植物個体群の人口構造や遺伝構造、さらには移動パターンや種間相互作用にも重要な影響を与える。種子散布には、重力、風、弾道、水、動物による散布という5つの主要な様式がある。一部の植物はセロチヌス性で、環境刺激に応じてのみ種子を散布する。
これらの様式は、翼や多肉質の果実などの適応に基づいて推測されるのが一般的である。[ 1 ]しかし、この単純化された見方では、散布の複雑さが見落とされる可能性がある。植物は、典型的な関連適応を持たずに様式を介して散布することができ、植物の形質は多機能である可能性がある。[ 2 ] [ 3 ]
種子散布は、さまざまな植物種にとっていくつかの利点をもたらす可能性がある。種子は親植物から遠く離れるほど生存率が高くなる。この生存率の高さは、密度依存的な種子や実生の捕食者や病原体の働きによるものかもしれない。これらの捕食者や病原体は、親植物の下に見られる高密度の種子を標的にすることが多い。[ 4 ] また、種子が親植物から離れた場所に散布されると、成植物との競争も少なくなる可能性がある。 [ 5 ]
種子散布は、植物が生存に適した特定の生息地に到達することを可能にする。これは指向性散布として知られる仮説である。例えば、オコテア・エンドレシアナ(クスノキ科)はラテンアメリカ原産の樹木で、ミツバメなどの数種の鳥によって散布される。オスのミツバメは、メスを引き付けるために枯れ木にとまり、種子をこれらの止まり木の下に排泄することが多い。そこでは、より良い光条件と真菌病原体からの回避により、種子の生存確率が高くなる。[ 6 ] 多肉質の果実をつける植物の場合、動物の腸内での種子散布(内生動物散布)は、発芽の量、速度、非同期性を高めることが多く、これは植物にとって重要な利点となる可能性がある。[ 7 ]
アリによって散布される種子(アリ散布)は、短距離を散布されるだけでなく、アリによって地中に埋められます。そのため、これらの種子は火災や干ばつなどの悪影響を回避し、栄養豊富な微小生息地に到達し、他の種子よりも長く生存することができます。[ 8 ]これらの特徴はアリ散布に特有のものであり、他の散布様式にはない追加的な利点をもたらす可能性があります。[ 9 ]
種子散布によって、植物は空いている生息地や新しい地理的地域に定着することも可能になる。[ 10 ]散布距離と散布場所は散布者の移動範囲に依存し、より長い散布距離は、2つ以上の異なる散布メカニズムによる連続散布である二段階散布によって達成されることがある。実際、最近の証拠は、種子散布イベントの大部分が複数の散布段階を含むことを示唆している。[ 11 ]
種子散布は、自家散布(植物自身の手段によって散布が行われる場合)と他家散布(外部の手段によって散布が行われる場合)に分けられることがある。
長距離種子散布 (LDD) は、現在、比例距離と実際の距離の 2 つの形式で定義されている空間散布の一種です。植物の適応度と生存は、特定の環境要因に応じて、この種子散布方法に大きく依存する可能性があります。LDD の最初の形式である比例距離は、99% の確率分布から最も遠くまで移動する種子の割合 (生産された種子の総数の 1%) を測定します。[ 12 ] [ 13 ] LDD の比例定義は、実際には、より極端な散布イベントの記述子です。LDD の例としては、植物が種子を遠くまで散布できるように、特定の散布ベクトルまたは形態を発達させることが挙げられます。実際の方法または絶対的な方法は、LDD を文字通りの距離として識別します。1 km を種子散布の閾値距離として分類します。ここで、閾値とは、植物が種子を散布して、それがまだ LDD としてカウントされる最小距離を意味します。[ 14 ] [ 13 ]比例的および実際の LDD の他に、測定不可能な第 2 の形態の LDD があります。これは非標準形態として知られています。非標準 LDD は、種子散布が通常とは異なり予測が困難な方法で行われる場合です。例としては、通常はキツネザルに依存するマダガスカルの落葉樹の種子が、サメやエイが産んだ人魚の財布 (卵鞘) に付着して南アフリカの海岸線まで運ばれるという稀または特異な出来事が挙げられます。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] LDD の進化的意義の推進要因は、子孫をめぐる近隣の植物の競争を減らすことで植物の適応度を高めることです。しかし、特定の特性、条件、およびトレードオフ (特に短距離種子散布内) が LDD の進化にどのように影響するかは、今日でもまだ不明です。

自家散布植物は、外部の媒介者の助けを借りずに種子を散布します。そのため、種子を散布できる距離はかなり制限されます。[ 18 ]ここ で詳しく説明されていない他の2つの自家散布タイプは、茎が地面を這って植物の基部から遠く離れた場所に種子を落とすブラスト散布と、毛状体や吸湿性付属器(芒)と湿度の変化によって種子が這って移動するヘルポコリーです。[ 19 ]
重力散布、つまり植物が種子を散布するために重力を利用する方法は、種子散布を実現する簡単な方法です。重い果実は、熟すと重力の影響で植物から落下します。このタイプの散布を示す果実には、リンゴ、ココナッツ、パッションフルーツ、そして殻が硬い果実(より遠くまで飛ぶために植物から転がることが多い)などがあります。重力散布は、その後、水や動物による伝播も可能にします。 [ 20 ]
バロコリーは、果実の爆発的な裂開によって種子が勢いよく放出される散布の一種です。爆発を引き起こす力は、多くの場合、果実内の膨圧または果実内の内部吸湿張力によって生じます。 [ 18 ]種子を自生散布する植物の例としては、Arceuthobium spp.、Cardamine hirsuta、Ecballium elaterium、Euphorbia heterophylla、[ 21 ] Geranium spp.、Impatiens spp.、Sucrea spp、Raddia spp. [ 22 ]などがあります。バロコリーの例外的な例としては、Hura crepitansがあります。この植物は、果実が爆発する音から、一般的にダイナマイトの木と呼ばれています。爆発は、種子を最大 100 メートル飛ばすほど強力です。[ 23 ]
マンサクは 爆発的なメカニズムを使わずに弾道散布を行い、種子を時速約45km(28マイル)で押し出すだけです 。[ 24 ]
他散布とは、種子を散布するために媒介者または二次的な媒介物を用いる、様々な種類の種子散布を指します。これらの媒介者には、風、水、動物などが含まれます。


風散布(風散布)は、最も原始的な散布方法の1つです。風散布には、種子や果実がそよ風に乗って漂うか、あるいは地面にひらひらと落ちるかの2つの主要な形態があります。[ 25 ]北半球の温帯地域におけるこれらの散布メカニズムの典型的な例としては、果実(痩果)に羽毛状の冠毛が付いていて遠くまで散布されるタンポポや、翼のある果実(翼果)が地面にひらひらと落ちるカエデなどがあります。
風散布の重要な制約は、種子が発芽に適した場所に着地する可能性を最大化するために、種子の生産量が多い必要があることです。タンポポなどの風散布植物の中には、散布体の分離速度を増減させるために形態を調整できるものがあります。[ 26 ]また、この散布メカニズムには強い進化的制約もあります。例えば、CodyとOverton(1996)は、島に生息するキク科の種は、本土に生息する同じ種に比べて散布能力が低下している傾向がある(つまり、種子の質量が大きく、冠毛が小さい)ことを発見しました。 [ 27 ]また、米国原産の多年生草本であるHelonias bullataは、風散布を主要な種子散布メカニズムとして利用するように進化しましたが、生息地の風が弱いため、種子が親から離れてうまく散布されず、個体群が密集する結果となっています。[ 28 ]風による散布は、多くの雑草や荒地植物に共通する特徴です。風による散布の珍しい例としては、タンブルウィードがあり、根以外の植物全体が風で吹き飛ばされます。ホオズキの果実は、完全に熟していないときは、果実と萼の間に空気袋のような隙間があるため、風によって散布されることがあります。
多くの水生植物(水中に生息する植物)と一部の陸生植物(陸上に生息する植物)は、水による種子散布、すなわち水を使った種子散布を利用します。種子は、水による散布方法によっては、非常に長い距離を移動することができます。これは特に、防水性があり水に浮く果実に当てはまります。
スイレンはそのような植物の一例です。スイレンの花は果実を作り、それはしばらく水面に浮かんだ後、池の底に沈んで根を張ります。ヤシの木の種子も水によって散布されます。ヤシが海の近くに生えている場合、種子は海流によって長距離を運ばれ、遠く離れた大陸にまで散布されることがあります。
マングローブの木は水面から直接生えてきます。種子が熟すと木から落ち、土壌に触れるとすぐに根を張ります。干潮時には、種子は水ではなく土壌に落ち、その場で成長を始めることがあります。しかし、水位が高い場合は、落ちた場所から遠くまで流されてしまうこともあります。マングローブの木は、根に土や堆積物が溜まることで小さな島のような陸地を形成することがよくあります。



動物は植物の種子をいくつかの方法で散布することができ、これらはすべて動物散布と呼ばれます。種子は脊椎動物(主に哺乳類)の体外に運ばれることがあり、この過程は動物付着散布と呼ばれます。動物によって体外に運ばれる植物種は、粘着性の粘液や、さまざまなフック、棘、および棘など、散布のためのさまざまな適応を備えています。[ 29 ]動物付着散布植物の典型的な例は、種子を覆う硬い毛によって動物の毛皮に付着する旧世界のクローバーの一種であるTrifolium angustifoliumです。[ 10 ]動物付着散布植物は草本植物である傾向があり、セリ科とキク科に多くの代表的な種があります。[ 29 ]しかし、動物付着散布は植物全体としては比較的まれな散布様式であり、動物の体外に運ばれるように適応した種子を持つ植物種の割合は 5% 未満と推定されています。[ 29 ]それにもかかわらず、種子が広範囲を移動する動物に付着する場合、動物付着散布は非常に効果的である可能性がある。この形態の種子散布は、植物の急速な移動や侵入種の拡散に関与していると考えられている。[ 10 ]
脊椎動物(主に鳥類と哺乳類)による摂食と排泄による種子散布、すなわち内生動物散布は、ほとんどの樹種の散布メカニズムである。[ 30 ]内生動物散布は一般的に、植物が種子を食用で栄養価の高い果実で囲み、それを食べる動物にとって良い食料資源とする共進化した相利共生関係である。このような植物は、色を使って食料資源の存在を知らせることがある。[ 31 ]鳥類と哺乳類は最も重要な種子散布者であるが、カメ、魚類、昆虫(例えば、ツリーウェタとスクリーウェタ)など、他のさまざまな動物も生存可能な種子を運ぶことができる。[ 32 ] [ 33 ]内生動物散布によって散布される樹種の正確な割合は生息地によって異なるが、一部の熱帯雨林では90%を超えることもある。[ 30 ]熱帯雨林における動物による種子散布は大きな注目を集めており、この相互作用は脊椎動物と樹木の個体群の生態と進化を形作る重要な力と考えられている。[ 34 ]熱帯では、大型動物の種子散布者(バク、チンパンジー、クロシロコロブス、オオハシ、サイチョウなど)が、他の種子散布者がほとんどいない大きな種子を散布することがある。密猟や生息地の喪失によるこれらの大型果実食動物の絶滅は、種子散布をそれらに依存している樹木の個体群に悪影響を及ぼし、樹木間の遺伝的多様性を低下させる可能性がある。[ 35 ] [ 36 ]内生動物散布による種子散布は、オーストラリアのトゲアカシアの場合のように、侵入種の急速な拡散につながる可能性がある。[ 37 ]内生動物散布の変形として、種子が消化管全体を通過した後に糞便として排出されるのではなく、吐き戻されることがある。 [ 38 ]
アリによる種子散布(アリ散布)は、南半球の多くの低木や北半球の下層草本の散布メカニズムです。[ 8 ]アリ散布植物の種子には、アリを引き付けるエライオソームと呼ばれる脂質に富んだ付着物があります。アリはそのような種子をコロニーに運び込み、エライオソームを幼虫に与え、それ以外は無傷の種子を地下室に捨てます。[ 39 ]このように、アリ散布は植物と種子散布アリとの共進化した相利共生関係です。アリ散布は顕花植物で少なくとも100回独立して進化しており、少なくとも11,000種、おそらく最大23,000種(顕花植物の全種の9%)に存在すると推定されています。[ 8 ]アリ散布植物は、南アフリカのケープ植物区のフィンボス植生、オーストラリアのクウォンガン植生やその他の乾燥生息地、地中海地域の乾燥林や草原、西ユーラシアと北アメリカ東部の北部温帯林で最も多く見られ、下層植生の草本植物の最大 30 ~ 40% がアリ散布植物である。[ 8 ]アリによる種子散布は相利共生関係であり、アリと植物の両方に利益をもたらす。[ 40 ]
ミツバチによる種子散布(メリトチョリー)は、少数の熱帯植物にとって珍しい散布メカニズムです。2023年現在、 Corymbia torelliana、Coussapoa asperifolia subsp. magnifolia、Zygia racemosa、Vanilla odorata、Vanilla planifoliaの5種の植物でのみ記録されています。最初の3種は熱帯樹木で、最後の2種は熱帯つる植物です。[ 41 ]
リスなどの多くの齧歯類やカケスなどの一部の鳥類を含む種子捕食者は、種子を隠して貯蔵することで種子を散布することもある。[ 42 ]貯蔵された種子は通常、他の種子捕食者から十分に保護されており、食べられずに残っていれば新しい植物に成長する。齧歯類は、熟した果実に含まれる二次代謝産物によって、特定の種子を食べるのではなく吐き出すことで種子を散布することもある。[ 43 ]最後に、種子は、一次散布動物によって堆積された種子から二次的に散布されることもあり、この過程は二元散布として知られている。例えば、フンコロガシは、幼虫に餌を与えるために糞を集める過程で、糞塊から種子を散布することが知られている。[ 44 ]
その他の動物散布の種類には、コウモリによる散布(chiropterochory )、軟体動物による散布( malacochory)、鳥類による散布(ornithochory )、および爬虫類による散布( saurochory)(鳥類以外の爬虫類による散布)がある。動物散布は、例えば、種子を食べた動物が種子を運んでいる状態で捕食者に食べられ、捕食者が種子をさらに運んでから散布する二段階内動物散布のように、複数の段階で起こることがある。[ 45 ]


人間による種子散布(人為散布)は、かつては動物による散布の一形態とみなされていた。その最も広範かつ深刻な事例は、農業を通じて地球上の多くの土地に植物を植えることである。この場合、人間社会は植物種と長期的な関係を築き、その生育に適した環境を作り出す。
最近の研究では、人間の分散者は、人間の輸送手段に基づく移動性がはるかに高い点で動物の分散者と異なると指摘されている。[ 46 ]一方、人間による分散は、より小さな地域規模でも作用し、既存の生物個体群の動態を促進する。他方、人間による分散は、大きな地理的規模でも作用し、侵入種の拡散につながる可能性がある。[ 47 ]
人間はさまざまな方法で種子を散布することができ、驚くほど長距離の散布が繰り返し測定されています。[ 48 ]例としては、人間の衣服による散布(最大250m )、[ 49 ]靴による散布(最大5km )、[ 46 ]または自動車による散布(通常約250m 、100kmを超えるケースもある )などがあります。[ 50 ]人間は意図せず自動車で種子を運ぶことがあり、自動車は他の従来の散布方法よりもはるかに遠くまで種子を運ぶことができます。[ 51 ]車の土には発芽可能な種子が含まれていることがあります。Dunmail J. HodkinsonとKen Thompsonによる研究では、車両によって運ばれる最も一般的な種子は、オオバコ(Plantago major)、スズメノカタビラ(Poa annua)、イネ科雑草(Poa trivialis)、イラクサ(Urtica dioica)、野生カモミール(Matricaria discoidea)であることがわかりました。[ 51 ]
意図的な種子散布は、シードボンビングと呼ばれる方法でも行われる。しかし、これは遺伝的に不適切な植物を新たな環境に持ち込む可能性があるため、リスクを伴う。
種子散布は植物の生態と進化に多くの影響を及ぼします。種子散布は種の移動に必要であり、近年では、人間によって新しい生息地に運ばれた種が侵略的外来種になるかどうかの重要な要素となっています。[ 52 ]種子散布は種の多様性の起源と維持にも大きな役割を果たすと予測されています。例えば、アリ散布は、アリ散布系統が非アリ散布系統の2倍以上の種を含むため、アリ散布が進化してきた植物群の多様化速度を2倍以上に高めました。[ 53 ]親生物から離れた場所への種子の散布は、自然生態系における生物多様性の維持方法に関する2つの主要な理論、ヤンゼン・コネル仮説と加入制限において中心的な役割を果たしています。[ 4 ]種子散布は、顕花植物の森林移動を可能にするために不可欠です。種子散布は、異形果として知られる現象である、植物における異なる果実形態の生成によって影響を受ける可能性があります。[ 54 ]これらの果実の形態は大きさや形が異なり、散布範囲も異なるため、種子はさまざまな距離に散布され、さまざまな環境に適応することができる。[ 54 ]散布距離は種子の核にも影響を与える。種子散布距離が最も短いのは湿地で、最も長いのは乾燥地帯であった。[ 55 ]
さらに、風の速度と方向は、種子の散布過程、ひいては停滞水域における浮遊種子の堆積パターンに大きな影響を与えます。種子の輸送は風向きによって左右されます。これは、河岸や、風向きに応じて河川に隣接する湿地などにおける定着に影響を与えます。風による散布過程は、水域間のつながりにも影響を与える可能性があります。基本的に、風は短期間(数日または数シーズン)における水生種子の散布において大きな役割を果たしますが、生態学的プロセスによって、この現象は数年という長い期間にわたって均衡を保つことができます。散布が行われる期間は、風が生態学的プロセスに及ぼす影響を考える上で非常に重要です。
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