時間的可塑性

時間的可塑性は、微細環境適応とも呼ばれ、[1]は、生物が時間の経過に伴う環境変化に応じて表現型を変化させる表現型可塑性の一種です。動物は短期的な環境変化に生理的（可逆的）な変化と行動的変化で対応します。一方、定住性である植物は、短期的な環境変化に生理的変化と発達的（非可逆的）な変化の両方で対応します。[2]

時間的可塑性は、数分、数日、または季節といった時間スケールで、個体の生涯において変化しやすく予測可能な環境において発生します。時間的可塑性は、表現型の反応が適応度の向上につながる場合、適応的であるとみなされます。[3]植物などの体節生物では、それぞれの体節が発達した環境条件に依存する  非可逆的な表現型変化が観察されます。 [1] 状況によっては、特定のストレス因子への早期曝露が、個々の植物が将来の環境変化にどのように対応できるかに影響を及ぼす可能性があります（メタ可塑性）。[4]

可逆的な可塑性

可逆的な変化とは、環境ストレス要因に反応して発現するが、ストレスがなくなると正常状態に戻る変化と定義される。[5]可逆的な変化は、変化を引き起こすストレスが一時的であり、生物が生涯のうちに再びそのストレスにさらされる可能性が高い場合、生物にとって適応的である可能性が高い。[6]可逆的な可塑性は、多くの場合、生理機能や行動の変化を伴う。移動性の欠如により環境において繰り返しストレスを受けることが多い多年生植物は、資源の吸収や配分の変化などの可逆的な生理学的可塑性から大きな恩恵を受ける。 [7]必須栄養素が不足すると、根と葉の再吸収率が上昇し、土壌に利用可能な栄養素が増えて再吸収率が正常状態に戻るまで、高い率が持続する。[8]

不可逆的な可塑性

不可逆的な変化は、環境ストレスがなくなった後も生物に発現したままの変化として説明されます。[5] 生物の不可逆的な可塑性を促す環境シフトは、徐々に上昇する温度など、それほど急速には変化しない傾向があります。これは多くの場合、生物の形態または発生過程（発生の可塑性）に永続的な変化をもたらします。[9]植物は可塑性が高く、芽や花の発育時期のシフトなど、多くの不可逆な発生変化を発現する傾向があります。[10]動物では、多くの生物が、環境条件に応じて発生中に発生する集団内で複数の持続的な形態を持つことから利益を得ています。たとえば、淡水の巻貝は、捕食者（ブルーギル）がいるときは球形の殻を形成し、捕食者がいないときは円錐形の殻を形成します。[11]これらの殻の形状は永続的であり、巻貝の環境の捕食者状況が変わっても元に戻ることはありません。

例

形態学的および発達的に可塑的な形質は、場合によっては可逆的であり、また、典型的な傾向とは異なる不可逆的な生理学的反応も存在します。可逆的な発達可塑性の一例として、線虫（Pristionchus pacificus）が食物の種類と入手可能性の変化にさらされたときに口の形が変化することが挙げられます。[12]可逆的な発達可塑性の2つ目の例として、エルニーニョ現象の気象条件に対するガラパゴスウミイグアナ（Amblyrhynchus cristatus）の体長の変化が挙げられます。エルニーニョ現象の季節には藻類の食物供給量は減少しますが、ラニーニャ現象の季節には増加します。この食物の入手可能性の変化は、季節中のイグアナのサイズの変化と一致しています。[13]

可塑性のユニークで複雑な例として、カモフラージュが挙げられます。これは、動物が捕食者から逃れるために、人目につく場所に隠れることを可能にする適応です。[14]カモフラージュの背後にあるメカニズムはすべての種で同じではなく、形態学的、生理学的、行動学的、あるいはこれらの特性の組み合わせである場合さえあります。 [15]カモフラージュは、種によって不可逆的または可逆的になることもあります。色のパターンやその他の形態学的特性が発達の過程で固定された場合、カモフラージュは不可逆的になる可能性があります。しかし、カモフラージュは可逆的であり、差し迫った脅威に応じて色、質感、行動の変化が起こります（例：ミミックオクトパス）。

場合によっては、全く同じ表現型の変化が、ある種では可逆的であるのに対し、別の種では不可逆的であることがあります。例えば、エンドウ豆と小麦はどちらも環境刺激によって根の成長に変化が現れますが、その変化が永続的なのは小麦だけです。[16]個体の遺伝子構成と特定の環境経験との相互作用による結果は、ほとんど予測不可能であるため、同じ種内でもこのような変化が起こることがあります。[17]

葉の発達

ディセランドラ・リネリフォリアの葉は、発育初期、つまり周囲温度が低い時期に生育すると、同年後半に生育したものよりも厚く、幅が広く、気孔が少ない。 [1]

植物の葉の構造は、しばしば強光と弱光条件の影響を受けます。エクメア・アクイレガ（Aechmea aquilega）は、様々な光量に曝露された後、葉の特徴の発達において顕著な変化を示しました。強光曝露下では、この植物の葉は弱光曝露下での葉よりも小さく、硬くなることが観察されました。[18]

根密度

栄養分が散発的に供給される場合、細根の密度は増加し、より効率的に栄養分を吸収します。一方、水浸しの状態では、植物は環境中の余剰水分を利用するために根の量を増加させます。[4]

栄養素の再吸収

植物は葉から栄養素を再吸収する度合いを調節する能力を持っています。栄養分が豊富な環境では再吸収が不完全になる傾向があり、逆に栄養分が乏しい環境では植物は完全に再吸収してしまうことがよくあります。[8]

葉の形態

乾季に生育した葉は、雨季に生育した葉とは異なります。葉の形状も異なり（乾季に生育した葉は雨季に生育した葉に比べて長くて細い）、毛状突起の密度が高く、アントシアニン含有量が低いことが分かりました。[19]

参考文献

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