ウツボカズラ
ウツボカズラのピッチャー。A ：蓋の表面から蜜腺が採取される。B ：ピッチャー内部の表皮のポケット状の窪みから、下向きに開口部を持つ消化液が採取される。C ：ピッチャーの横断面。
ウツボカズラの内面の 走査型電子顕微鏡写真
ペンシルベニア州の湿原に生育するウツボカズラ

ウツボカズラは、捕食者を捕らえる仕組みとして、消化液で満たされた深い空洞を持つ、いわゆる「落とし穴」と呼ばれる葉を持つ食虫植物です 。「真の」ウツボカズラの捕食者は、特殊な葉で捕らえられています。この植物は、蜜で獲物を誘き寄せ、溺れさせます。[ 1 ]

種類

「ウツボカズラ」という用語は、一般的にウツボカズラ科とサラセニア科の植物を指しますが、単型のセファロタ科やブロメリア科の一部の植物にも同様の落とし穴があります。ウツボカズラ科とサラセニア科は、ウツボカズラ科の中で最も種の豊富な科です。[ 2 ]

ウツボカズラ科

ウツボカズラ科はNepenthes属という単一の属から成り、100種以上、多数の交雑種や栽培品種が存在する。旧世界のウツボカズラ属では、捕虫葉は、それ以外は特筆すべきことのない葉の中央脈から伸びる巻きひげの先端に生じる。旧世界のウツボカズラは、典型的には、捕虫葉が縮小し対称的で、捕虫葉の内壁の表面にワックス状の被膜が広がっているという特徴がある。この植物自体はしばしばつる性で、前述の巻きひげを使って生息地の樹冠にまで達するが、森林の空き地の地上や樹木に着生する植物もある。[ 3 ]

サラセニア科

新世界のウツボカズラ科（サラセニア科）は3属から成り、水平方向の根茎から袋状のものが生じる地上生の草本植物である。この科では葉全体が袋状になっており、葉の先端部分から袋状のものが生じるウツボカズラ科とは対照的である。Heliamphora 属の種は一般に湿地性袋状物（または誤ってサンピッチャー）として知られ、単純な巻かれた葉の袋状のものがあり、その先端には蜜を分泌するスプーン状の構造がある。これらは南アメリカの多雨地域に限定されている。北アメリカのSarracenia属はトランペット型の袋状物で、 Heliamphoraよりも複雑な捕虫器を持ち、ほとんどの種で雨水が過剰に溜まるのを防ぐ蓋がある。カリフォルニアに生息するダーリングトニア属の単一種は、優雅な偽の出口を持つ膨らんだ「蓋」と、アリなどの獲物を捕虫器の入口まで運ぶ二股の「舌」を持つことから、コブラプラントとして広く知られています。サラセニア属の種は容易に交雑するため、分類は複雑です。

紫色のウツボカズラ（サラセニア・プルプレア）は、カナダのニューファンドランド・ラブラドール州の花の紋章です。

頭状花序

ケファロタス科は、属と種が1つだけからなる単型科で、Cephalotus follicularisのみから構成されています。本種は、ウツボカズラ属のものと似た形状の小さな（2～5cm）捕虫嚢を持ちます。ウツボカズラとは異なり、Cephalotus follicularisの葉柄は捕虫嚢の基部ではなく、上部の捕虫嚢の縁の後部に付着しています。[ 4 ]本種はオーストラリア南西部の1か所のみに生息しています。

ブロメリア科

ブロメリア科（ Bromeliaceae ）のいくつかの種、例えばBrocchinia reducta やCatopsis berteronianaは肉食性であることが知られているか、疑われている。[ 5 ]

摂食行動

アトラクション

ハエなどの採餌昆虫、飛翔昆虫、あるいは這う昆虫は、カップ状の葉によって形成される空洞に引き寄せられます。これは多くの場合、アントシアニン色素や花蜜などの視覚的な誘引物質によって誘引されます。多くのウツボカズラは紫外線による着色模様を示し、これが昆虫を引き寄せる役割を果たしていると考えられます。[ 4 ] Cephalotus follicularisなどの一部の種は、周囲の環境と色彩が調和し、また、植物が基質に埋め込まれてトラップが地面と面一になることが多いため、カモフラージュを利用して昆虫を捕獲していると考えられます。[ 4 ]

嗅覚的な手がかりも誘引に役割を果たす。例えば、ウツボカズラは花の香りを模倣することで昆虫を捕虫嚢に引き寄せる。[ 6 ]

捕獲

捕虫器の縁（口縁）は結露や蜜で湿ると滑りやすくなり、昆虫が罠に落ちる。捕虫器の壁は、蝋質の鱗片、突出したアルデヒド結晶、クチクラ襞、下向きの毛、または孔辺細胞由来の月状細胞で覆われており、逃亡を防いでいる。[ 1 ]捕虫器内に含まれる小さな液体の塊はファイトテルマと呼ばれる。これにより昆虫は溺れ、その体は徐々に溶解する。これはバクテリアの作用（降雨によりバクテリアが捕虫器に流れ込む）または植物自身が分泌する消化酵素によって起こる。捕虫器液は粘弾性と酸性度が大きく異なり、それによって狙える獲物の種類が決まる。例えば、粘弾性の増加は昆虫の保持力の増加と関連しており、ハエなどの飛翔昆虫を捕獲するのに役立ちます。一方、液体の酸性度の増加は昆虫の殺害時間を短縮し、アリなどの這う昆虫を捕獲するのに役立ちます。[ 7 ]一部のウツボカズラには共生する昆虫の幼虫がおり、捕獲された獲物を食べ、その排泄物を植物が吸収します。[ 8 ]

消化

消化のメカニズムが何であれ、獲物はアミノ酸、ペプチド、リン酸塩、アンモニウム、尿素からなる溶液に変換され、植物はそこからミネラル栄養（特に窒素とリン）を得ます。他の食虫植物と同様に、ウツボカズラは土壌のミネラル含有量が少なすぎる、あるいは酸性度が高すぎてほとんどの植物が生存できない場所に生育します。ウツボカズラは、植物が通常根から得る栄養素やミネラルを、昆虫の餌となる成分で補います。

糞便を捕らえる共生

ウツボカズラ（Nepenthes lowii ）の成木はツパイ（Tupaia montana ）を引き寄せます。ツパイはウツボカズラが分泌する蜜を餌とするだけでなく、嚢に排泄することで硝酸塩などの栄養素も供給します。この植物とツパイは共生関係にあります。ウツボカズラの嚢の縁は滑りにくく、ツパイが容易に出入りできるため、他のウツボカズラよりも多くの蜜を供給します。嚢の縁の形状と蜜の位置により、動物は吸血時に後肢が嚢の縁の上にくるように設計されています。[ 9 ]

ネペンテス・ラッフルシアナvar. elongata は、ハードウィックケナコウモリ（Kerivoula hardwickii ）と類似した関係にある。[ 10 ]コウモリは捕虫器の中にねぐらを作り、植物は葉の窒素の多くをコウモリの糞から得る。このような共生関係を示さないネペンテス・ラッフルシアナの他の品種と比較して、 N. rafflesiana var. elongata は、単独のコウモリと母子のつがいの両方を収容できる細長い捕虫器を持つ。細長い形状に加えて、N. rafflesiana var. elongata は他の種と比較して捕虫器液の量が少なく、コウモリが収容できるスペースが広く確保されている。

形態の進化

落とし穴トラップは、エピアスシディエーション（葉が内側に折り込まれ、背側または上面が捕虫器の内側になる現象）によって進化したと広く考えられています。[ 11 ] [ 12 ]進化の過程で、より深くカップ状の葉を好む選択圧が働きました。捕虫器トラップは、3つの双子葉植物系統と1つの単子葉植物系統で独立して進化し、収斂進化の例を示しています。[ 11 ]一部のウツボカズラ科（ウツボカズラ科など）は、主にハエ取りトラップで構成される系統群に分類されます。これは、一部の捕虫器が、粘液質の喪失によって今日のハエ取りトラップの共通祖先から進化した可能性があることを示唆しています。[ 13 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b Krol, E.; Plancho, BJ; Adamec, L.; Stolarz, M.; Dziubinska, H.; Trebacz, Kgv. (2011). 「肉食動物を『世界で最も素晴らしい植物』と呼ぶには、多くの理由がある」「 . Annals of Botany . 109 (1): 47– 64. doi : 10.1093 / aob/mcr249 . PMC  3241575. PMID  21937485 .
  2. ^ 「食虫植物の進化」www.obga.ox.ac.uk . 2025年2月14日閲覧。
  3. ^クラーク、チャールズ、モラン、ジョナサン (2015). 「気候、土壌、分断：東南アジアにおけるウツボカズラの多様性と分布形成における役割」 . Plant and Soil . 403 ( 1–2 ). Springer International Publishing: 37–51 . doi : 10.1007 /s11104-015-2696-x .
  4. ^ a b cウィルヘルム・バルスロット (2007). 『食虫植物の不思議な世界：その生物学と栽培に関する総合ガイド』マイケル・アッシュダウン訳（英語版）. オレゴン州ポートランド：ティンバー・プレス. ISBN 978-0-88192-792-4. OCLC  71189676 .
  5. ^ Givnish, Thomas J.; Burkhardt, Elizabeth L.; Happel, Ruth E.; Weintraub, Jason D. (1984). 「ブロメリア科植物Brocchinia reductaにおける食虫性：食虫植物を日当たり、湿潤、栄養不良な生息地に限定することに関する費用便益モデル」 . The American Naturalist . 124 (4): 479– 497. Bibcode : 1984ANat..124..479G . doi : 10.1086/284289 . S2CID 84947503 . 
  6. ^ Di Giusto, Bruno; Bessière, Jean-Marie; Guéroult, Michaël; Lim, Linda BL; Marshall, David J.; Hossaert-McKey, Martine; Gaume, Laurence (2010-04-28). 「花の香りの擬態は食虫植物Nepenthes rafflesianaの致命的な罠を隠している：Nepenthes rafflesianaの花の香りの擬態」 . Journal of Ecology . 98 (4): 845– 856. doi : 10.1111/j.1365-2745.2010.01665.x . S2CID 82299236 . 
  7. ^ Bazile, Vincent; Le Moguédec, Gilles; Marshall, David J.; Gaume, Laurence (2015-03-01). 「流体の物理化学的性質がウツボカズラ類の捕獲と食餌に影響を与える」 Annals of Botany . 115 (4): 705– 716. doi : 10.1093/aob/mcu266 . ISSN 0305-7364 . PMC 4343297 . PMID 25672361 .   
  8. ^ McAlpine, DK (1998). 「オーストラリア産セイタカシギ（双翅目：ミクロペジ科）のレビューと系統解析」無脊椎動物分類学. 12 (1): 55– 134. doi : 10.1071/IT96018 .
  9. ^ウツボカズラはトイレとしても使える
  10. ^ Grafe, T. Ulmar; Schöner, Caroline R.; Kerth, Gerald; Junaidi, Anissa; Schöner, Michael G. (2011-06-23). 「コウモリと食虫植物の間の新たな資源・サービス共生関係」 . Biology Letters . 7 (3): 436– 439. doi : 10.1098/rsbl.2010.1141 . ISSN 1744-9561 . PMC 3097880. PMID 21270023 .   
  11. ^ a b Albert, VA; Williams, SE; Chase, MW (1992). 「食虫植物：系統発生と構造進化」. Science . 257 (5076): 1491– 1495. Bibcode : 1992Sci...257.1491A . doi : 10.1126/science.1523408 . PMID 1523408 . 
  12. ^ Owen Jr, TP; Lennon, KA (1999). 「食虫植物Nepenthes alta （ウツボカズラ科）の捕虫嚢胞子の構造と発達」. American Journal of Botany . 86 (10): 1382– 1390. doi : 10.2307/2656921 . JSTOR 2656921. PMID 10523280 .  
  13. ^ Pritchard; et al. (2002). 「ウツボカズラにおける進化的適応」.国際進化生物学誌. 12 (3): 62– 81.

さらに読む

  • ジュニパー, BE, RJ ロビンズ & DM ジョエル (1989). 『食虫植物』 アカデミック・プレス, ロンドン. ISBN 9780123921703. OCLC 490279526.
  • Schnell, D. (2003). 『アメリカ合衆国とカナダの食虫植物』第2版. Timber Press, Portland, Ore., ISBN 9780881925401.
ウィキメディア コモンズには、ウツボカズラ (植物)に関連するメディアがあります。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pitcher_plant&oldid=1336505667」より取得