棘年代学

棘年代学は、サボテンの棘やユーフォルビアの棘を時系列（つまり連続）で成長させた研究です。棘や棘の物理的、形態学的、化学的特性、および相対的な順序や絶対的な年齢に関する情報は、過去の気候や植物生理学を研究するために用いられます。

アリゾナ州ツーソンにある高さ約1メートルのサワロサボテンには、棘が一列に並んで生えている。サボテンに黒インクで書かれた数字は、棘が生えた順番を表しており、先端に向かって若いもの、基部に向かって古いものとなっている。

例えば、円柱状のサボテンの棘は、植物の先端から成長します。数週間後、棘の成長は止まり、茎の側面に移動します。新しい棘が継続的に成長する先端に形成される間、古い棘は何十年もその場所に残ります。[ 1 ]その結果、サボテンの外側の「肋骨」に沿って、成長した順に並んだ棘が並びます。最も古い棘が下部に、最も新しい棘が上部にあります。これらの棘は、爆弾スパイク法[ 2 ]を用いて年代測定できます。炭素14と炭素同位体（炭素13）および酸素同位体（酸素18 ）は、過去の気候[ 3 ]（降水量や気温など）、植物の茎の成長[ 4 ]、または植物の生理機能（光合成プロセスなど）を推測するために使用できます。 [ 5 ]あるいは、棘の小さな横縞の幅[ 6 ]から雲量や植物の生産性に関する日々の情報を推測できる可能性もあるが、これはまだ検証されていない。また、コスタリカ産のサボテン（ Lemaireocereus aragonii）の側面に規則的に現れるワックス状の縞模様は、年間の成長を示しており、時間クロノメーターとして利用できることも示されている。[ 7 ]

アリゾナ州ツーソンに生育する釣り針型樽型サボテンの棘に見られる横縞模様。それぞれの帯（太い白線と細い赤線が1対ずつ）は、棘の成長1日分を表します。下部の目盛りの1マスは1センチメートルです。

古気候学と生態生理学のこの分野は比較的新しい。棘年代学は、年輪年代学、年輪気候学、同位体地球化学と密接に関連しており、地球科学のこれらの分野から多くの手法と技術を借用している。また、棘や棘の特徴を特定の環境的または生理学的変数に帰属させるという点において、生物学の一分野である生態生理学の分野からも多大な影響を受けている。

同位体スパイン系列を提示し、解説した最初の査読付き論文[ 3 ]は、アリゾナ州ツーソンのサワロサボテンから得られたものです。この論文と他の研究[ 6 ] [ 4 ]は、スパインから得られる放射性炭素と同位体の時系列が、人口動態や古気候研究に利用できることを示しています。

アリゾナ州ツーソンに生息するサワロサボテンの、全長1.77メートルにわたる棘の先端における同位体比の変動の記録。画像をクリックすると詳細な説明が表示されます。

参考文献

  1. ^ Mauseth, J. D (2006). 「サボテン科植物の高度に変異したシュートの構造と機能の関係」 Annals of Botany . 98 (5): 901– 926. doi : 10.1093/aob/mcl133 . PMC  2803597 . PMID  16820405 .
  2. ^ Hua , Quan; Barbetti, Mike (2004). 「炭素循環モデリングと年代測定のための対流圏核爆発14Cデータのレビュー」Radiocarbon . 46 (3): 1273– 1298. Bibcode : 2004Radcb..46.1273H . doi : 10.1017/s0033822200033142 .
  3. ^ a b English, Nathan B; Dettman, David L; Sandquist, Darren R; Williams, David G (2007). 「サワロサボテンの棘の同位体比に記録された過去の気候変動と生態生理学的反応」. Oecologia . 154 ( 2): 247– 258. Bibcode : 2007Oecol.154..247E . doi : 10.1007/s00442-007-0832-x . PMID 17724618. S2CID 282478 .  
  4. ^ a bデルガド・フェルナンデス、マリアナ;ガルシラン、ペドロ P;エズキュラ、エクスエクイエル (2016)。 「巨大サボテンの年齢と成長率について：カルドンの棘（パキセレウス・プリングレイ）の放射性炭素年代測定」。放射性炭素。58 (3): 479–490。ビブコード: 2016Radcb..58..479D。土井: 10.1017/RDC.2016.25。S2CID 130664993。 
  5. ^ Hultine, Kevin R; Dettman, David L; English, Nathan B; Williams, David G (2019). 「巨大サボテン：アメリカ大陸の温暖砂漠における気候変動の同位体記録」. Journal of Experimental Botany . 70 (22): 6509– 6519. doi : 10.1093/jxb/erz320 . PMID 31269200 . 
  6. ^ a b English, Nathan B; Dettman, David L; Sandquist, Darren R; Williams, David G (2010). 「柱状サボテンCarnegiea giganteaの棘に記録された降水量、湿度、光合成生理学の日次から十年パターン」 . Journal of Geophysical Research: Biogeosciences . 115 (G2): n/a. Bibcode : 2010JGRG..115.2013E . doi : 10.1029/2009JG001008 . hdl : 20.500.11919/768 .
  7. ^ Buskirk, Ruth E; Otis, Gard W (1994). 「コスタリカのサボテンに見られる年次ワックス状帯」. Biotropica . 26 (2): 229. doi : 10.2307/2388815 . JSTOR 2388815 . 

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