地球環境
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18 巻, 2 号
遺伝的多様性から眺めた日本の森林
選択された号の論文の10件中1~10を表示しています
  • 福山 研二
    2013 年18 巻2 号 p. 109-110
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    本特集では、まず、わが国の代表的な森林を構成する樹木について、近年の分子生物学の情報によりどのようなことが見えてきたのかを、森林総合研究所の津村義彦氏に「日本列島の樹木の遺伝的なりたちと保全」と題して全体的なレビューをお願いした。これまで、わが国の人工林は、ほとんど針葉樹のみを対象としてきており、そのため地域性を考慮した苗木の移動制限などの育種法が作られているが、広葉樹についてはまだ確立していなかった。近年は、広葉樹類についても遺伝的な解析が進んできていることから、温帯林の代表する落葉広葉樹類について、名古屋大学の戸丸信弘氏に「日本に広域分布する落葉広葉樹における遺伝的多様性と集団遺伝構造」と題して執筆していただくことにした。針葉樹類については、陶山佳久(東北大学)と津村義彦(森林総研)に「針葉樹の遺伝的多様性」と題して執筆していただいた。日本の西部地域に分布しているシイ・カシなどの照葉樹林と呼ばれる、常緑広葉樹については,これまであまり研究が進んでいなかった。今回、斬新な手法によりブレークスルーした研究の最前線を、首都大学東京の青木京子・村上哲明両氏に「照葉樹林の遺伝的多様性と分布変遷:植食性昆虫の分子情報も利用して」と題して書きおろしていただいた。

    希少種の問題としては,希少種を保全する上で重要な,遺伝構造や地域性などについて、森林総合研究所の金指あや子氏と吉丸博志に「日本における希少樹種の現状と保全」と題したレビューをお願いした。また、京都大学の井鷺裕司氏には,残存個体すべてのジェノタイピングにより、より有効な保全を行うことを目指して、「全個体遺伝子型解析による絶滅危惧植物の保全」と題して最近の成果を報告してもらった。この2編は、環境省地球環境保全等試験研究および環境省環境研究総合推進費の研究成果にもとづいている。

    続いて,森林に生息する動物の代表として、ほ乳類について、山形大学の玉手英利氏に「遺伝的多様性から見えてくる日本の哺乳類相:過去・現在・未来」と題してレビューをお願いした。わが国のほ乳類は、大陸と同じ亜種も多いが、日本固有種もいる。生物地理学では重要な研究材料であったが、さらに分子生物学的手法により、新しく見えてきたほ乳類の過去現在未来が興味深く解説されている。

    最後に、森林昆虫をとりあげる。森林の生物として昆虫類は欠かせないものであるが、あまりにも膨大な種類がおり、また様々な遺伝的多様性についての仕事があるため,それだけで特集がいくつも組めてしまうほどである。そこで、今回は、特に樹木と密接なかかわりをもつ昆虫類についての最近の研究を、森林総合研究所の加賀谷悦子氏に「森に棲む昆虫の分子生態:森・虫・ひとの関わり」題して報告してもらった。これは、マツノマダラカミキリやカシノナガキクイムシなど、近年わが国で重大な被害をもたらしている害虫の問題を、分子生物学的手法と加害樹木との相互関係から被害がどのように広がっていったのかについて、推定したものである。常緑広葉樹をめぐる青木氏の研究が、樹木の分散課程を推定するために昆虫を用いたのとは、ちょうど裏側の形となっている。植物研究者と昆虫研究者がそれぞれ逆の方向から進んで,同じところに行き着いたというところであろうか。

    今回は,琉球列島の問題などはとりあげなかったし、森林と遺伝的多様性に関しては、まだまだ多くの興味深い研究があるわけであるが、残念ながらすべてを網羅することは不可能であろう。

    遺伝解析技術は、次世代シーケンサーが出現して、飛躍的にその処理能力が増し、少し昔ならば躊躇してできなかったことでも、今後は比較的安価で容易にできるようになる。遺伝情報は,長い時間をかけて,それぞれの種の中に蓄積されてきた記録ともいえる。それらを解析することにより、過去を再現することも可能となってきている。それらの成果がわが国の生物多様性の保全や持続的利用に欠かせない技術と情報になっていくことは、間違いないであろう。

    一方で,この特集から、生きものは常に流動的であり、ダイナミックに変動しながら生存していることが見えてくる。そして、今や人為的な影響が無視できないほど日本列島の彩りを乱してきている。外来種問題は,言ってみれば、美しい彩りに醜いシミを作るようなものである。日本列島を彩っている、生きものたちの多様性の綾錦が、今後どのようになっていくのか、どのように保全したらいいのかを考えていくためにも、その時点ごとの状況を的確に把握し、時間の経過と自然の移ろいを記録していくことが重要なのである。

  • 津村 義彦
    2013 年18 巻2 号 p. 111-118
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    わが国の樹木の遺伝構造は日本列島の形成過程や種の移入時期や経路などと密接に関連している。日本列島の原型は約800万年前に形成され、現在の日本では亜熱帯から亜寒帯までの気候帯が存在する。また日本海側と太平洋側で冬季の気候が大きく異なり、これも遺伝的分化を促進させている。過去30万年の間にも3度の氷期を経験し、植物は気候に応じて分布変遷を繰り返して、現在の分布を形成している。この分布変遷の過程で集団の保有する遺伝的組成も変化し、分布域全体を見ると遺伝的に少しずつ異なった集団が形成されている。この遺伝構造は遺伝的多様性や進化の可能性を残す意味でも重要であり、将来にわたって保全する必要がある。そのために森林の人為的な攪乱を最小限にする樹種の種苗移動の遺伝的なガイドラインを整備する必要がある。

  • 戸丸 信弘
    2013 年18 巻2 号 p. 119-126
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    日本に広域分布する落葉広葉樹を対象とした系統地理学的・集団遺伝学的研究をレビューして、それらの遺伝的多様性の一般的特徴を明らかにし、歴史的な地理的分布の変動が遺伝的多様性と集団遺伝構造のパターンに類似性をもたらしたかどうかについて検討した。落葉広葉樹の核の遺伝的多様性には、他の長命な木本植物と同様に、集団間の遺伝的分化程度が低いが、集団内の遺伝的変異が高いため、種全体の遺伝的変異が高いという特徴があった。また、オルガネラ(葉緑体とミトコンドリア)DNAの遺伝マーカーで推定された集団間の遺伝的分化程度は、核のマーカーで推定されたものに比べてかなり高く、オルガネラDNAの集団遺伝構造は明瞭であった。集団遺伝構造のパターンには特定の種群や種間に類似性がみられたが、相違点も多かった。しかし、多くの樹種で遺伝的多様性が東日本よりも西日本で高くなるパターンがみられた。これは、第四紀の氷期・間氷期の気候変動下においても西日本では落葉広葉樹の集団が比較的安定的に維持されてきたからであろう。

  • 陶山 佳久, 津村 義彦
    2013 年18 巻2 号 p. 127-136
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    わが国に分布する主な針葉樹、すなわちスギ、ヒノキ、コウヤマキ、モミ属、エゾマツ類、マツ属、カラマツの各種(群)について、これまでに調べられた遺伝的多様性の特徴を、特に地域間の遺伝的違いを中心に概観した。それぞれの種(群)の特徴をまとめてみると、以下のようないくつかのパターンに集約することができる。すなわち、1)分布の端の集団で遺伝的異質性と低い遺伝的多様性が検出される、2)遺伝的多様性レベルに連続的な地理的勾配がある、3)分布中心・推定避寒地あるいは浸透交雑地で高い遺伝的多様性が認められる、4)地理的障壁に対応した遺伝的境界がある、5)異系統の分布拡大・移動ルートの境界に対応すると考えられる遺伝的境界がある、6)ゆるやかな地域的まとまりが見られる、などである。これらの情報は、過去から現在に至る日本産主要針葉樹の分布変遷、さらには日本列島における森林の成り立ちを理解する上で重要な情報となる。

  • 青木 京子, 村上 哲明
    2013 年18 巻2 号 p. 137-144
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    筆者らは日本の暖温帯に生育する照葉樹林の遺伝的多様性とその歴史的成立過程の解明をめざして研究を行ってきた。照葉樹林を構成する植物種の多くは、種内の葉緑体DNAの多型が非常に少ないため、その遺伝的分化の地理的パターンや遺伝的多様性の地理的変異から、気候変動が激しかった数万から数百万年間の分布変遷を論じるのは困難であった。そこで、分子進化速度が非常に速い動物のミトコンドリアDNAの多型情報を利用することを着想した。特定の植物種を利用する植食性昆虫の種内の遺伝的多様性情報を用いることにより、森林の分布変遷を詳細に追跡することができるのではないかと考えたのである。照葉樹林に優占するシイ(ブナ科)の堅果に産卵・種子食するシイシギゾウムシのミトコンドリアDNA多型を調べ、集団サイズの歴史的変遷を解析した結果、新たなレフュジア地域の存在が示唆され、また分布拡大ルートも推定できた。

  • 金指 あや子, 吉丸 博志
    2013 年18 巻2 号 p. 145-152
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    日本における希少樹種は、森林伐採や土地開発など人為的要因により衰退し、絶滅が危惧されている。希少樹種の自生地の多くは分断され、小集団化が進んだ集団では遺伝的多様性が減少し、分断化に伴って遺伝子流動の大きさや方向性は変化する。小集団化は、花粉制限や近交弱勢による種子生産の低下をもたらし、更新不良を引き起こす大きな要因となっている。さらに、更新する場所の環境の劣化や競合種の侵入は、希少樹種の生育や更新を妨げる。このような現状に対して、保全単位の設定は遺伝的かく乱を防ぎ、種苗の移動について適切な範囲を示す。保全単位内においては集団間の遺伝子流動を保障し、健全な更新が保障されるような保全対策が必要である。近年のDNAマーカーを用いた遺伝解析は希少樹種の保全研究に大きく貢献する。

  • 井鷺 裕司
    2013 年18 巻2 号 p. 153-158
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    個体レベルでは有限の寿命を持つ生物の種を保全するには、個体群を構成する個体間で正常に交配させ、世代交代をはかっていく必要がある。その場合個体数が数百オーダー以下にまで減少してしまった絶滅危惧植物を対象に、野生に生育する全個体の遺伝子型を解析することで、より適切かつ効果的な生物多様性保全が可能である。このようなアプローチの例として、ハザクラキブシとシモツケコウホネを対象とした解析を紹介する。小笠原諸島母島の灌木林に生育する固有種ハザクラキブシは十数本の野生個体と100本あまりの苗畑稚樹が現存するに過ぎないが、全個体遺伝子型解析を行うことで、未知の野生個体の存在が明らかになった。北関東に生育する国内希少野生動植物種シモツケコウホネは遺伝解析の結果、現存するクローン数が100に満たないことが判明した。すべてのクローンの生育場所が明らかになったことで、市場に流通している個体の由来を特定することが可能となった。

  • 玉手 英利
    2013 年18 巻2 号 p. 159-168
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    日本列島に生息する哺乳類の遺伝的多様性に関する知見をもとに、哺乳類相が形成された過程を論じる。18種の分子系統地理を比較すると、本州内で系統群が大きく分かれる種、本土と島嶼で系統群が分かれる種、系統群が離散的に分布する種など多様な遺伝的分化のパターンが見られる。ニホンジカ、ニホンザル、ツキノワグマ、ノウサギなどの種は本州中部で2系統群にわかれる共通のパターンを示すことから、これらの種は森林環境の変化とともに同調的に分布を変化させたと考えられる。集団レベルの遺伝的多様性の比較では、日本の哺乳類の地域集団が、乱獲、生息地の分断化や保護など様々な人間活動の影響を強く受けていることが示された。さらに、外来種の遺伝子浸透や新たな地域集団の形成が地域生態系に及ぼす影響が懸念される。

  • 加賀谷 悦子
    2013 年18 巻2 号 p. 169-176
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    森にはさまざまな昆虫種が生息しており、樹幹中には穿孔性昆虫が棲んでいる。 本稿は森林害虫として知られる穿孔性昆虫の分子生態から解明されてきた、森と虫とひととの関わりを紹介する。スギカミキリやXylosandrus属の養菌性キクイムシ、ナラ枯れを媒介するカシノナガキクイムシでは、森を構成する樹木の歴史変遷が虫のDNAにも刻まれていた。これらは昆虫が樹木と進化の過程で繋がりをもってきたことを示している。一方、マツ枯れの媒介者であるマツノマダラカミキリの種内の遺伝子構成は、日本列島全般では構造を失っており、移入種であるマツノザイセンチュウの影響が遺伝的多様性の見地からも甚大だったことが明らかになった。樹木と昆虫の相互作用を一変してしまうような移入種の持ち込みは、単純な森林施業による個体数の変化よりも樹木と昆虫の関係に強く影響する可能性がある。そこで、地域の固有性を意識して、ひとは森や虫と向き合っていくことが重要だと考えられた。

投稿論文
  • 中川 宏治
    2013 年18 巻2 号 p. 177-188
    発行日: 2013年
    公開日: 2025/09/11
    ジャーナル フリー

    アンケート調査の結果、ケニアの大都市住民と公園周辺の地方住民の間には、野生生物保全および経済発展に関する認識に差があり、また、大都市住民は地方の野生動物の問題を正しく把握しているとはいえないことが分かった。また、KWS(Kenya Wildlife Service)との情報交換については、多くの住民が不十分と回答しており、獣害問題の対応はKWSが行うべきであると強く認識している。日本は、今後もケニアの保全教育に関して、学校教育および社会教育の側面から支援を継続する必要があろう。学校教育に関しては、野生動物に対する多様な視点を養う教育が求められる。社会教育では、大都市住民と地方住民の間にある情報量や知識の差を縮減することが重要であり、そのためには、KWS以外のNGO等の組織によるアウトリーチプログラムの内容を改善していくことが必要である。また、保全教育と並行して、地域活性化のための経済対策や動物被害調査などを組み合わせた複合的アプローチが必要である。

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