特異な形態をもつ水生被子植物カワゴケソウ科の適応進化  [in Japanese] Adaptive evolution of the aquatic angiosperm Podostemaceae inferred from the enigmatic morphology  [in Japanese]

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Abstract

カワゴケソウ科は熱帯・亜熱帯地域の急流中の岩上に生育する水生被子植物である.常に激流にさらされる極限環境に適応したため,特異な形態を進化させている.科内の大半を占めるカワゴケソウ亜科のシュートは茎頂分裂組織の構造が欠失し,茎がなく葉が扁平な根から不定的に形成される.一方,祖先的なトリスティカ亜科は一般のシュート構造に近い体制をもつことから,他の被子植物からカワゴケソウ科への形態進化解明の鍵を握ると考えられる.発生解剖学的にトリスティカ亜科のシュートの体制を解析した結果,側軸が腋外芽として形成された後,主軸の成長が停止する,一般の被子植物がもつ仮軸分枝の体制を示すことが明らかとなった.したがって,カワゴケソウ科は進化の初期段階に仮軸分枝の体制を獲得したと推定される.また,超微構造学的解析により,カワゴケソウ亜科の表皮細胞に大小二形の葉緑体をもつという新規の報告がなされた.葉緑体二形性はカワゴケソウ科が特殊環境に適応するために獲得した形態であると考えられる.本稿では,カワゴケソウ科のシュート形態進化とユニークな葉緑体二形性の特徴から本科の適応進化について考察したい.

The Podostemaceae are aquatic angiosperms of the tropics and subtropics that have remarkably specialized morphology and are adapted to rheophytic habitats that extreme torrential floods. The subfamily Podostemoideae is devoid of typical shoot apical meristem and form an aggregate of leaves arising from the root. By contrast, the basal subfamily Tristichoideae has a shoot-like structure called "ramulus". The ramulus branches several times. The new ramulus is initiated as extra-axillary buds of immediately older ramulus. After forming ramulus branches, the main ramulus become determinate in growth, associated with the loss of the apical meristem. This manner of branching system is the sympodial branching which is often found in other angiosperm shoots. The sympodial branching pattern in Tristichoideae resembles that in the subfamily Weddellinoideae. The "ramulus" of the Tristichoideae and the "leaf" Podostemoideae share an organogenetic pattern in which new organs initiate at the base of organs, irrespective of differences in the kinds of organs. Additionally, Podostemaceae has dimorphic chloroplasts in the epidermis which have not been reported in any other aquatic angiosperms. This suggests that the dimorphism represents adaptation to the unique habits of Podostemaceae.

Journal

  • PLANT MORPHOLOGY

    PLANT MORPHOLOGY 26(1), 65-70, 2014

    The Japanese Society of Plant Morphology

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130005066544
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11315461
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0918-9726
  • NDL Article ID
    030623653
  • NDL Call No.
    Z74-K775
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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