土壌シードバンク

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土壌シードバンクは、ほとんどの生態系の土壌内に、しばしば休眠している種子自然な貯蔵庫です[1]土壌シードバンクの研究は、チャールズダーウィンが湖の底からの土壌サンプルを使用して苗木の出現を観察 した1859年に始まりました。この主題に関する最初の科学論文は1882年に出版され、さまざまな土壌深度での種子の発生について報告されました。[2]雑草の種子銀行は、その重要な経済的影響のために、農学 で熱心に研究されてきました。土壌シードバンクに関心のある他の分野には、森林の再生復元生態学が含まれます

背景

多くの分類群は、土壌シードバンクでの種子の寿命に応じて分類されています。一過性の種の種子は、次の発芽の機会までのみ土壌シードバンクで生存し続けますが、永続的な種の種子は 、次の機会より長く、多くの場合1年より長く生き残ることができます。土壌中で5年以上生存し続ける種子を持つ種は、長期持続性種子バンクを形成しますが、種子が一般に1〜5年以内に発芽または死滅する種は、短期持続性と呼ばれます。典型的な長期持続性の種はChenopodiumalbumです(ラムズクォーター); その種子は通常、土壌中で最大40年間、まれに1、600年もの間生存し続けます。[3] 土壌シードバンクをまったく形成しない種(成熟と最初の秋の雨の間の乾季を除く)は、以前は広まった穀物雑草であった Agrostemmagithago (ムギセンノウ)です。

種子の寿命

乾燥したハスの実

種子の寿命は非常に変動し、多くの要因に依存します。100年を超える種はほとんどありません。[4] 典型的な土壌では、種子の寿命はほぼゼロ(土壌に到達するとすぐに発芽するか、それ以前でも発芽する)から数百年の範囲になります。まだ生きている最古の種子のいくつかは、池の土に埋められているのが見つかったハスNelumbonucifera )の種子でした。これらの種子は、放射性炭素年代測定によって約1200年前のものと推定されました。[5]

最も長く実行されている土壌種子の生存率試験の1つは、1879年にミシガン州でJamesBealによって開始されました。実験では、21種から50個の種子を保持する20本のボトルを埋めました。5年ごとに、すべての種のボトルが回収され、成長チャンバーに保管された滅菌土壌のトレイで発芽しました。その後、実験管理の責任が世話人に委ねられた後、回収までの期間が長くなった。試験開始から100年以上経った1980年には、モウズイカ(Verbascum blattaria)、ビロードモウズイカ(Verbascum thapsus)、ゼニバアオイカ(Verbascum thapsus)の3種のみの種子発芽観察ましマルバネグレクタ)。[6]

環境への重要性

土壌シードバンクは、多くの生態系の自然環境において重要な役割を果たしています。たとえば、山火事、壊滅的な天候、農業活動、および木材の収穫によって妨げられた場所の急速な再植生は、主に土壌シードバンクによるものです。 森林の生態系湿地には、永続的な土壌シードバンクを形成する多くの特殊な植物種が含まれています。

除草剤が出現する前は、永続的な種子銀行種の良い例でしたが、ヨーロッパの農地では ヒナゲシが非常に豊富で、作物と間違えられることがありました。

土壌シードバンクがないことは、一次遷移中の植生の確立を妨げますが、豊富な土壌シードバンクが存在することにより、二次遷移中の種が豊富な生態系の急速な発達が可能になります。

人口密度と多様性

土壌中の種子の死亡率は、特に一年生植物の場合、植物個体群の持続性と密度変動の重要な要因の1つです。確立された植物のものと比較した種子銀行のAndrosaceseptentrionalis個体群の遺伝的構造に関する研究は、 個体群内の多様性が地上よりも地下で高いことを示しました。

一過性の種子のみを持つ種と比較して、永続的な種子バンクを形成する種にとって突然変異がより重要であるという兆候があります。種が豊富で豊富な土壌シードバンクによる植物群落の種の豊富さの増加は、貯蔵効果として知られています。

ストライガ(ストライガ)の種は、他の植物と比較して、土壌に最も高い種子密度のいくつかを残すことが知られています。これは、彼らの侵入の可能性を助ける主要な要因です。[7]これらの種子の大部分は生存可能ではありませんが、各植物には90,000から450,000の種子を生産する能力があります。[8]季節的な損失の後、種子銀行を補充するのに必要な十分な種子を生産するのは2つのストライガだけであると推定されています。[9]

関連する生態系プロセス

土壌散布体バンクという用語は、シダコケ植物などの非顕花植物を含むために使用できます

種子に加えて、多年生植物は、新しい植物の形成、新しい地面への移動、またはトップキルされた後の再確立を容易にするために栄養繁殖体を持っています。これらの繁殖体は総称して「土壌芽バンク」と呼ばれ、根茎球根の休眠および不定が含まれます。[1]

土壌シードバンクと地上植生の関係

土壌シードバンクは、過去の植生の記憶を提供し、将来の個体群の構造を表すため、植生回復[10]および種が豊富な植生回復[11]の重要な繁殖源です。[12] 土壌シードバンクは、全体的な種子密度または種の多様性に大きな違いはなく[13]、種子バンクの種構成と地上植生の構成との間にほとんど相対性がありませんでした。[14] これらの2つの事実は、地上植生と土壌バンクの種構成が異なる可能性があるという結論につながる可能性があります。[15] さらに、植生回復の可能性を測定するために、土壌シードバンクと元の可能性との関係が重要なポイントです。[16] [17]マッドフラットなどの絶滅危惧種の生息地では、希少で絶滅の危機に瀕している種が土壌シードバンク内に高密度で存在し、50年から1世紀の間生き残る可能性があります。[18]

参照

  1. ^ a b Jack Dekker(1997)。「土壌シードバンク」アイオワ州立大学農学部2015年12月10日取得
  2. ^ PJクリストフォレティ; RSX Caetano1998.土壌シードバンクScientiaAgricola:55:74-78。
  3. ^ アイオワ州立大学:農学生命科学部:ラムズクォーター
  4. ^ ケン・トンプソン、ジャン・P・バッカー、レニー・M・ベッカー。1997年。北西ヨーロッパの土壌シードバンク:方法論、密度、寿命。ニューヨーク:ケンブリッジ大学出版局。276ページ
  5. ^ J. Derek Bewley、Michael Black、Peter Halmer(2006)。種子百科事典:科学、技術および使用CABI。pp。14–15。ISBN 978-0851997230{{cite book}}:CS1 maint:作成者パラメーターを使用します(リンク
  6. ^ フランク・W・テレフスキー。「研究と教育」ミシガン州立大学植物生物学部2015年12月10日取得
  7. ^ ロス、メリルA .; レンビ、キャロルA.(2008)。応用雑草科学:侵入植物の生態学と管理を含むプレンティスホール。p。22. ISBN 978-0135028148
  8. ^ Faiz F. Bebawi、Robert E. Eplee、およびRebecca S. Norris(1984年3月)。「ストライガ(Striga asiatica)の種子の発芽、発芽、および宿主の寄生に対する種子のサイズと重量の影響」。雑草科学32(2):202–205。土井10.1017/S0043174500058811JSTOR4043831_ {{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (link)
  9. ^ Daniel M. Joel、Jonathan Gressel、Lytton J. Musselman(2013)。寄生ハマウツボ科:寄生メカニズムと制御戦略シュプリンガーサイエンス&ビジネスメディア。p。394. ISBN 9783642381461{{cite book}}: CS1 maint: uses authors parameter (link)
  10. ^ Lu、ZJ、Li、LF、Jiang、MX、Huang、HD、およびBao、DC、土壌シードバンクは、スリーゴージス貯水池地域のドローダウンゾーンの緑化に貢献できますか?Plant Ecol。、2010、vol。209、いいえ。1、pp。153〜165。
  11. ^ Fisher、J.、Loneragan、W.、Dixon、K.、およびVeneklaas、E.、土壌シードバンクの組成変化は、侵略された種が豊富な森林、Biolの生物多様性を制約します。Conserv。、2009、vol。142、いいえ。2、256〜269ページ
  12. ^ Fisher、J.、Loneragan、W.、Dixon、K.、およびVeneklaas、E.、土壌シードバンクの組成変化は、侵略された種が豊富な森林、Biolの生物多様性を制約します。Conserv。、2009、vol。142、いいえ。2、256〜269ページ
  13. ^ Wang、Y.、Jiang、D.、Toshio、O。、&Zhou、Q.(2013)土壌シードバンク研究の最近の進歩。エコロジーの現代の問題、6(5)、520-524。
  14. ^ Sanderson、MA、Goslee、SC、Klement、KD、およびSoder、KJ、温帯飼料の多様な混合物の牧草地における土壌シードバンクの組成、Agron。J.、2007、vol。99、いいえ。6、p。1514。
  15. ^ Hopfensperger、KN、生態系全体の種子銀行と立っている植生の間の類似性のレビュー、Oikos、2007年、vol。116、pp。1438–1448。
  16. ^ Lu、ZJ、Li、LF、Jiang、MX、Huang、HD、およびBao、DC、土壌シードバンクは、スリーゴージス貯水池地域のドローダウンゾーンの緑化に貢献できますか?Plant Ecol。、2010、vol。209、いいえ。1、pp。153〜165
  17. ^ Wang、Y.、Jiang、D.、Toshio、O。、&Zhou、Q.(2013)土壌シードバンク研究の最近の進歩。エコロジーの現代の問題、6(5)、520-524。
  18. ^ Poschlod、Peter; Rosbakh、Sergey(2018)。「干潟の種:絶滅の危機に瀕しているのか、隠れているのか?南ドイツの108の養魚池を対象とした広範な種子銀行の調査」。生物学的保護225:154–163。土井10.1016/j.biocon.2018.06.024S2CID91872044_