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| マウナケア シルバーソード | |
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| マウナケアのマウナ ケア シルバーソード(保護柵に注意) | |
科学的分類 
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| 王国： | 植物界 |
| クレード: | 維管束植物 |
| クレード: | 被子植物 |
| クレード: | 真正双子 |
| クレード: | アステリッド |
| 注文： | キク目 |
| 家族： | キク科 |
| 属: | アルギロキシフィウム |
| 種： | |
| 亜種: | A. s.亜種サンドウィセンス
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| 三名法名 | |
| アルギロキシフィウム サンドウィセンス亜種サンドウィセンス | |
マウナケア・シルバーソード（ Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense） [1]は、ハワイ島（ビッグアイランド）固有の絶滅危惧種である顕花植物である。マウナケア火山の「王冠の宝石」 [2]であり、英語名はそこから由来している。ハワイ語名はアヒナヒナで、より広い意味でシルバーソードに適用される。マウナケア・シルバーソードはかつてこの火山によく見られ、種を保護するために並外れた保護活動が行われている。 [3] [4] [5] [6]
シルバーソード –アルギロキシフィウム
マウナケア・シルバーソードは、ハレアカラ・シルバーソード（Argyroxiphium sandwicense subsp. macrocephalum ）と近縁で、キク科に属し、ハワイ諸島に固有の3属約50種からなるシルバーソード・アライアンスの一員である。その多様な形態は、極めて近い遺伝的血縁関係を裏付けており、単一の祖先種から極めて急速に進化したことを示唆している。[7] [8]シルバーソード・アライアンスは、ハワイの植物における適応放散 の最も劇的な例と考えられており、隔離と独特の生態学的条件が進化を促進する上で果たした役割を示している。[9]
説明
マウナ ケア シルバーソードは、直立した単幹の単子実体またはまれに分岐し多子実体の基部が木質の草本植物で、厚く螺旋状に並んだ剣状の銀緑色の綿毛質の絹糸質の線状舌状から線状披針形の葉がロゼット状に球状に群生します。地上またはほぼ地上のロゼットは直径が 0.6 m (2 フィート) 以上になり、個々の葉は最大 0.3 m (1 フィート) の長さになり、通常は幅が1.3 cm ( 1 ⁄ 2 インチ) 未満です。
葉は銀色の長い毛の密集した層で完全に覆われている。すべてのシルバーソードの葉は、他の植物の葉が空気を含む細胞内空間にゲル状の水を蓄えるという珍しく重要な能力を持っている。[9]
開花の数週間前に現れる花茎は細いですが、高さは 3 メートル (9.8 フィート) 近くまで達することがあります。この花茎は多数の非常に粘着性のある小花茎で構成され、直径約2.5 センチメートル ( 31 ⁄ 32 インチ) の花穂が最大 600 個付き、各花穂には 500 個の花が入っています。各花穂には、周囲にピンク色から栗色の花びらのような舌状花が 12 個ほどあります。
果実はヒマワリに似ているが、細長く、通常は長さ0.3cm（1 ⁄ 8 インチ）未満の約6個の不均等な鱗片で覆われている。[6] [8]
この植物は開花するまで何年も生き続けます。寿命は5～15年から40年と推定されています。[5] [6]開花は主に6月中旬から11月にかけて起こります。非定型植物は、主植物とは独立して開花し枯れる枝を持ち、最後の枝が開花した後にのみ枯れます。[8]
- その他の亜種
もう1つの亜種であるA. sandwicense subsp. macrocephalumは、ハレアカラ火口周辺で発見されています。両者の主な違いは花序の形状で、ハレアカラの植物は幅が広く（長さは幅の4倍未満）、マウナケアの植物は幅が狭い（長さは幅の4.3～8.6倍）。また、ハレアカラ亜種は一般的に舌状花の数が多く、マウナケアの5～20個に対して11～42個です。[10]
適応
アルギロキシフィウムは、現在のカリフォルニアタールウィード（ライラディオプシス属）の元となった絶滅種から進化したと考えられており、約500万年前[11] または600万年前[7]に共通の大陸の祖先から分岐しました。分子DNA研究はこの仮説を強く支持しています。 [7]定着した個体は鳥の羽に乗ってハワイに到達したと想定されており、この種は少なくとも3,900 km（2,400マイル）の外洋の分散障壁を乗り越えなければならなかったため、「大陸間規模の極端な長距離分散を真剣に検討する必要があった」とされています。これは、アフリカと南米を隔てる距離の60％以上です。[7]
マウナケアのシルバーソードは、他の植物がほとんど育たない、極めて過酷な亜高山帯の環境で生き残るために進化した。しかし、草食哺乳類に対する防御機構は備えていない。これは、この植物が適応した何百万年もの間、ハワイには存在しなかったものである。ハワイのシルバーソードの進化史におけるカリフォルニアタールウィードの祖先的役割を初めて確立したシャーウィン・カールキストは、本土の先祖種は草食動物にとって食欲をそそらない樹脂を持っていたのではないかと推測した。[12]
これはハワイの植物学者にはおなじみの話で、よく言及される防御特性の同様の喪失の2つの例は、トゲのない状態に進化したハワイ固有のラズベリー（Rubus hawaiensis）と、針を失ったハワイ固有のイラクサです。これらのメカニズムを維持するための選択圧がなければ、これらの種は祖先が持っていたかもしれない防御特性を保存できませんでした。[13] [14] しかし、タールウィードとシルバーソードは、水を細胞内ゲルとして貯蔵する独自の能力により防御上の利点があり、この適応により、これらの種は乾燥した環境で生息することができました。[9]
本来の生息地
歴史的記録によると、マウナケア・シルバーソードはかつてマウナケアの優占種であり、高度2,600～3,800メートル（8,500～12,500フィート）の風が吹き荒れる露出した高山砂漠に特によく適応していたようです。[4] この地域では湿度は事実上ゼロで、降水は一般的に冬の雪の形で発生します。年間平均降水量は51～102センチメートル（20～40インチ）未満で、主に冬に多く、夏には極度の干ばつになります。[6]熱帯の暑い太陽を遮るものはなく、年間を通じて夜間の気温が氷点下になるのを防ぐ場所もありません。土壌は薄く、岩が多く、火山灰です。[9]この生息地の高地では、他の植物は育ちません。[6]
この一見住みにくい環境でも、アルギロキシフィウムは繁栄した。マウナケアのシルバーソードの分布に関する最初の記録は、希少性を示唆するものではない。枯れた茎は1825年に探検家によって薪として集められた。 [6] 1920年代に行われた初期の個体数に関する複数の逸話的推定では、植物の数は数千本だった。ある報告では、植物が斜面を覆い、太陽の光が反射していたという。[6]その減少に関する最初の記録は1892年にさかのぼり、かつては豊富だったが「最も険しくアクセスしにくい場所を除いて、現在ではほぼ絶滅している」とされている。[6]
絶滅寸前
繁栄していた個体群は、土地利用に関する一連の決定により、25年間で数頭にまで減少しました。1790年代、人間は牛、羊、山羊、犬、豚を島に持ち込みました。家畜と野生動物の両方が、開けた牧場で餌を探したり、在来の植物を食べたりしました。1851年までに、マウナケアには約3,000頭の野生羊と12,000頭の野生牛がいました。[6] 1921年に犬が組織的に駆除されるまで、野生犬が羊の個体数を抑制していました。1921年以降、羊の個体数が増えるにつれて、マウナケアのシルバーソードの個体数は減少しました。生きたシルバーソードは、プハクロア、ワイカハルル、ワイパホエホエ渓谷の崖でのみ見られました。[6]マウナケアの羊の個体数は1930年代に4万頭を超え、残っていたシルバーソードを含む無防備な在来植物を壊滅させました。[4] 野生化した羊は1936年から1950年にかけて大幅に減少しましたが、1981年まで森林保護区の土地でスポーツゲームとして保護されていました。この土地は元々のマウナケアのシルバーソードの生息地と重なっていました。[6]
救助と再導入
マウナケア・シルバーソード保護のための最初の取り組みは、主に初期の栽培の試みから、残っていることがわかっている植物をフェンスで囲うことに集中していました。[6]これらの試みは有蹄類の侵入を防ぐのに効果がありませんでした。[15] 1981年に州は野生の羊をほぼすべて駆除しましたが、より大きな脅威がすでに持ち込まれていました。1954年にスポーツ用の狩猟動物として島に持ち込まれたムフロンです。野生の羊よりも機敏なムフロンは、孤立した個体にさえ近づき、野生の羊に対しては十分だったフェンスを飛び越えて略奪を続けました。これらの動物の駆除は1988年に始まりました。 [6]ますます大規模な囲いが次々と設置され、いくつかの野生の植物がこれらに組み込まれました。[6]
マウナケアのシルバーソードは1986年に連邦絶滅危惧種に指定され、 [15] 2003年には野生で生き残ったのはわずか41種の天然植物でした。[1]
栽培 – 最初の試み
この種の繁殖は1970年代に始まったが、当初はささやかな成果しか得られなかった。1984年の調査では131株が見つかったが、そのうち野生で苗床で繁殖したものではないと考えられていたのはわずか15株だった。[6]ハワイ大学植物学部は1987年の写真を発表したが、同学部によると、当時マウナケア・シルバーソードの唯一知られた自然個体群が写っているという。それは、餌を探す哺乳類が届かないワイルク川の上の崖に数株生息していたという。[8] 1973年から1998年の間に約1500株のマウナケア・シルバーソードが植えられた。植物は開花成熟するまで育てられたが、1つまたは2つの雌親から始めたため、遺伝的多様性が狭かった。[16] これは、子孫が枝を生成するという非定型的な形質に明らかであった。枝はそれぞれ独立して開花することができ、開花後、枝は枯れるが植物は枯れない。この種の典型的な成長過程は、一本の花茎を生成し、その後植物が枯れるというものである。[6] 1993年に魚類野生生物局が回復計画を発表したとき、[3] より体系的なアプローチが必要であることは明らかであった。
栽培 – 遺伝的多様性の増加
近親交配の影響に対抗するため、科学者たちは野生と苗床の両方で開花したシルバーソードを手で受粉させるという、制御された交配プログラムを開始しました。ロジスティックス上の課題にもかかわらず、手による受粉は受精を達成し、苗床と野生個体間の遺伝子交換を増やすための最も可能性の高い方法であると判断されました。
以前の植え付けでは生存率が80％以上であったため、制御された繁殖が苗木の再導入に使用されます。 [3]植物は何年も経ってから一度しか開花しないからです。野生植物が非常に少ないため、適切な花粉媒介者との偶然の出会いにプロセスを任せるのは賢明ではないと考えられました。 [2]さらに、在来の花粉媒介者は、アルゼンチンアリなどの外来種によって混乱していると考えられています。[6] 在来の孤独なHylaeus bee属は、この亜種の花粉媒介者です。外来のミツバチ（Apis mellifera）は花を訪れますが、植物間で花粉を運ぶのではなく、盗むようです。[3] そのため、科学者は野生に種子を残さないという方針を設定しました。[3]
人工授粉では、ヤギでも届かない場所に生息する植物から花粉を集める必要があるため、科学者は登山用具を使って岩壁を下り、開花植物にたどり着く。さらに複雑な点もあった。別のシルバーソードの花粉が必要だった。この種は自家受粉できず、繁殖を成功させるには2匹目の個体が必要だ。このプロセスでは、科学者は開花植物を見つけ、崖を懸垂下降し、岩壁にロープを垂らし、花から小さな黄色い粒を小瓶にそっと集め、次に2匹目に開花したマウナケアシルバーソードを見つける。小さな筆を使って2匹目の植物の花に花粉を塗る。他に開花している植物がなければ、花粉は保存される。[5]
再導入 – 種の存続
野生個体数は急速に減少し続けています。毎年約2頭が繁殖前に失われています。[3]
1996年には野生個体2株が開花し、3,000株以上が再導入され、生存率は80%を超えました。[3] 1999年には、マウナケアの複数の保護区域に2,500株以上のシルバーソードが追加で植えられ、毎年さらに再導入する計画が立てられました。[4]しかし、2005年まで野生の開花は見られませんでした。2005年9月、野生個体といくつかの植えられた個体を手で受粉させて交配し、10万個の種子が採取されました。[3]
再導入の成功率から、この種が絶滅の危機から復活するかもしれないという希望が生まれます。[2] 米国魚類野生生物局の報告によると、現在マウナケアには8,000匹のこの種の個体が移植されていますが、それらはまだわずか6匹の野生の創始者から派生したものです。[17]
参考文献
- ^ abc Bruegmann, MM; Caraway, V. (2003). 「Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense」。IUCNレッドリスト絶滅危惧種。2003 ：e.T44158A10865313。doi ：10.2305 /IUCN.UK.2003.RLTS.T44158A10865313.en 。 2020年1月10日閲覧。
- ^ abc Robichaux, Robert; et al. (1998年3月). 「マウナケアの王冠の宝石の復元」。絶滅危惧種速報。2009年12月11日閲覧。
- ^ abcdefgh 「回復計画の活動状況」。マウナケア・シルバーソード（Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense）回復計画。米国魚類野生生物局。 2009年12月13日閲覧。[リンク切れ ]
- ^ abcd Robichaux, Robert; et al. (2000 年 5 月～6 月)。「ハワイのシルバーソード再導入」(PDF)。絶滅危惧種速報。2009年12 月 11 日閲覧。
- ^ abc 「アリゾナ州の生物学者、ハワイで最も絶滅の危機に瀕している植物の一つ、マウナケア・シルバーソードの復元に協力」サイエンス・デイリー、1998年3月10日。 2009年12月11日閲覧。
- ^ abcdefghijklmnopq 「マウナケア・シルバーソード（Argyroxiphium sandwicense ssp sandwicense）の回復計画」（PDF）。オレゴン州ポートランド：米国魚類野生生物局。 2009年12月13日閲覧。
- ^ abcd Baldwin, Bruce; Donald W. Kyhos; Jan Dvorako; Gerald D. Carr (1991 年 3 月). 「クロロプラスト DNA は北米起源の証拠である」(PDF) . Proc. Natl. Acad. Sci . 88 (5): 1840–1843. doi : 10.1073/pnas.88.5.1840 . PMC 51121. PMID 11607157 .
- ^ abcd 「Argyroxiphium sandwicense DC. ssp. sandwicense」2006年4月21日。 2009年12月10日閲覧。
- ^ abcd カールキスト、シャーウィン（1980年）。ハワイの自然史：地質、気候、海岸線より上の在来動植物。ラワイ：パシフィックトロピカル植物園。pp. 262–266。
- ^ Wagner, WL, DR Herbst, SH Sohmer (1990)。ハワイの顕花植物マニュアル。ホノルル：ハワイ大学出版局。
- ^ Hartman, Kurt. 「ハワイアンシルバーソードにおける適応放散とマクロ進化」2009年12月13日閲覧。
- ^ カールキスト、シャーマン。「植物の発見」。pp. TARWEEDS AND SILVERSWORDS 。 2009年12月13日閲覧。
- ^ ジーグラー、アラン C. (2002)。ハワイの自然史、生態学、進化。ハワイ大学出版局。p. 195。ISBN 978-0-8248-2190-6。
- ^ ベントン、ナンシー。「植物保護同盟の外来植物作業グループが最も望まれない」。アーリントン、バージニア州、米国：ザ・ネイチャー・コンサーバンシー。 2009年12月10日閲覧。
- ^ ab 「絶滅の危機に瀕した野生生物と植物、Argyroxiphium sandwicense ('Ahinahina or Mauna Kea silversword') の絶滅危惧種の判定」連邦官報(51(55):9815–9820)。1986年3月21日。
- ^ 「ハワイアン・シルバーソード・アライアンス」ハワイ大学植物学部。 2009年12月11日閲覧。
- ^ 「マウナケア・シルバーソードの回復計画」。ホノルル、ハワイ州、米国：米国魚類野生生物局。2012年9月20日。2012年12月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年12月15日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、マウナケア・シルバーソード（Argyroxiphium sandwicense subsp. sandwicense）に関連するメディアがあります。
- Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense (ハワイ シルバーソード) の USDA 植物プロファイル
- USFWS: アヒナヒナ (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) の種のプロファイル