プリンキピア

第26章種子植物

Biodiversity of Plants植物の生物多様性

Biodiversity ensures a resource for new food crops and medicines. Plant life balances ecosystems, protects watersheds, mitigates erosion, moderates our climate, and provides shelter for many animal species. Threats to plant diversity, however, come from many sources. The explosion of the human population, especially in tropical countries where birth rates are highest and economic development is in full swing, is leading to devastating human encroachment into forested areas. To feed the growing population, humans need to obtain arable land, so there has been and continues to be massive clearing of trees. The need for more energy to power larger cities and economic growth therein leads to the construction of dams, the consequent flooding of ecosystems, and increased emissions of pollutants. Other threats to tropical forests come from poachers, who log trees for their precious wood. Ebony and Brazilian rosewood, both on the endangered list, are examples of tree species driven almost to extinction by indiscriminate logging. This unfortunate practice continues unabated today largely due to lack of population control and political willpower.
英語のヒント
生物多様性は、新たな食用作物や医薬品の資源を確保する。植物は生態系の均衡を保ち、流域を守り、侵食を和らげ、気候を穏やかにし、多くの動物種にすみかを与える。しかし、植物の多様性への脅威は多方面から生じている。とくに出生率が高く経済開発が盛んな熱帯諸国では、人口の爆発的な増加に伴い、人間が森林へ壊滅的に侵入している。増え続ける人口を養うには耕作地が必要なため、大規模な森林の伐採が行われてきており、今も続いている。都市の拡大とそこでの経済成長を支えるエネルギー需要が増すと、ダムが建設され、生態系が水没し、汚染物質の排出も増える。熱帯林を脅かす別の要因は、貴重な木材を狙って木を伐る盗伐者である。コクタンとブラジリアンローズウッドは、無差別な伐採で絶滅寸前に追い込まれた樹種の例で、どちらも絶滅危惧種に指定されている。この残念な行為は、主に人口増加の抑制と政治的な意志の欠如によって、今も衰えず続いている。
The number of plant species becoming extinct is increasing at an alarming rate. Because ecosystems are in a delicate balance, and seed plants maintain close mutualistic relationships with animals—whether predators or pollinators—the disappearance of a single plant can lead to the extinction of connected animal species. A real and pressing issue is that many plant species have not yet been catalogued, and so their place in the ecosystem is unknown. These unknown species are threatened by logging, habitat destruction, and loss of pollinators. They may become extinct before we have the chance to begin to understand the possible impacts from their disappearance. Efforts to preserve biodiversity take several lines of action, from preserving heirloom seeds to barcoding species. Heirloom seeds come from plants that were traditionally grown in human populations, as opposed to the seeds used for large-scale agricultural production. Barcoding is a technique in which one or more short gene sequences, taken from a well-characterized portion of DNA found in most genomes, are used to identify a species through DNA analysis.
英語のヒント
絶滅する植物種の数は、憂慮すべき速さで増えている。生態系は微妙な均衡の上に成り立ち、種子植物は、自らを食べる動物や送粉者と密接な相利共生関係を保っている。そのため、1種の植物が失われるだけで、関係する動物種が絶滅することがある。多くの植物種がまだ目録に記載されておらず、生態系での位置づけも不明なことは、現実の差し迫った問題である。こうした未知の種は、伐採、生息地の破壊、送粉者の喪失に脅かされている。私たちがその消失の影響を理解し始める機会を得る前に、絶滅してしまうかもしれない。生物多様性を守る取り組みは、伝統品種の種子の保存から、DNAバーコーディングによる種の同定まで、いくつもの方法で進められている。伝統品種の種子は、大規模農業で使われる種子とは異なり、人間の集団で伝統的に栽培されてきた植物に由来する。DNAバーコーディングは、多くの生物のゲノムに存在し、特徴がよく分かっているDNA領域から1つ以上の短い遺伝子配列を取り出し、DNA解析で種を同定する技術である。

Section Summaryこの節のまとめ

Angiosperm diversity is due in part to multiple interactions with animals. Herbivory has favored the development of defense mechanisms in plants, and avoidance of those defense mechanisms in animals. Conversely, seed dispersal can be aided by animals that eat plant fruits. Pollination (the transfer of pollen to a carpel) is mainly carried out by wind and animals, and angiosperm fruits and seeds have evolved numerous adaptations to capture the wind or attract specific classes of animals.
被子植物が多様な理由の一部は、動物との多様な相互作用にある。植食は、植物における防御機構の発達と、動物におけるその防御の回避を促してきた。逆に、果実を食べる動物が種子散布を助けることもある。受粉、すなわち心皮への花粉の移動は、主に風と動物によって行われる。被子植物の果実や種子には、風に乗ったり特定の動物群を引き寄せたりするための多くの適応が進化してきた。
Plants play a key role in ecosystems. They are a source of food and medicinal compounds, and provide raw materials for many industries. Rapid deforestation and industrialization, however, threaten plant biodiversity. In turn, this threatens the ecosystem.
植物は生態系で重要な役割を果たす。食物や薬用化合物の供給源となり、多くの産業に原料を提供する。しかし、急速な森林破壊と工業化は植物の生物多様性を脅かし、それがひいては生態系への脅威となる。

Review Questions確認問題

Exercises 21–24練習問題 21–24
Exercise 21問題 21
Which of the following plant structures is not a defense against herbivory?
次の植物の構造のうち、植食への防御ではないものはどれか。
  1. thorns
    枝由来のとげ
  2. spines
    針状のとげ
  3. nectar
    花蜜
  4. alkaloids
    アルカロイド
Solution解き方
C
C
Exercise 22問題 22
White and sweet-smelling flowers with abundant nectar are probably pollinated by
蜜が豊富で、白く甘い香りのする花は、おそらく何によって受粉するか。
  1. bees and butterflies
    ハチとチョウ
  2. flies
    ハエ
  3. birds
    鳥
  4. wind
    風
Solution解き方
A
A
Exercise 23問題 23
Abundant and powdery pollen produced by small, indistinct flowers is probably transported by:
小さく目立たない花がつくる大量の粉状の花粉は、おそらく何によって運ばれるか。
  1. bees and butterflies
    ハチとチョウ
  2. flies
    ハエ
  3. birds
    鳥
  4. wind
    風
Solution解き方
D
D
Exercise 24問題 24
Plants are a source of ________.
植物は________の供給源である。
  1. food
    食料
  2. fuel
    燃料
  3. medicine
    医薬品
  4. all of the above
    以上のすべて
Solution解き方
D
D

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 25–26練習問題 25–26
Exercise 25問題 25
Biosynthesis of nectar and nutrient-rich pollen is energetically very expensive for a plant. Yet, plants funnel large amounts of energy into animal pollination. What are the evolutionary advantages that offset the cost of attracting animal pollinators?
英語のヒント
花蜜や栄養豊かな花粉の生合成には、植物にとって非常に大きなエネルギーコストがかかる。それでも植物は、動物による受粉に大量のエネルギーを注ぎ込む。送粉動物を引き寄せるコストを埋め合わせる進化上の利点は何か。
Solution解き方
Using animal pollinators promotes cross-pollination and increases genetic diversity. The odds that the pollen will reach another flower are greatly increased compared with the randomness of wind pollination.
英語のヒント
送粉動物を利用すると他家受粉が促進され、遺伝的多様性が高まる。風媒の偶然性と比べて、花粉が別の花に届く確率が大幅に高くなる。
Exercise 26問題 26
What is biodiversity and why is it important to an ecosystem?
生物多様性とは何か。また、生態系にとってなぜ重要なのか。
Solution解き方
Biodiversity is the variation in all forms of life. It can refer to variation within a species, within an ecosystem, or on an entire planet. It is important because it ensures a resource for new food crops and medicines. Plant life balances the ecosystems, protects watersheds, mitigates erosion, moderates climate, and provides shelter for many animal species.
英語のヒント
生物多様性とは、あらゆる生命の形に見られる多様さである。1つの種の中、生態系の中、あるいは惑星全体での多様さを指すことがある。新しい食用作物や医薬品の資源を確保するために重要である。植物は生態系の均衡を保ち、流域を守り、侵食を和らげ、気候を穏やかにし、多くの動物種にすみかを与える。
barcoding
DNAバーコーディング
molecular biology technique in which one or more short gene sequences taken from a well-characterized portion of the genome is used to identify a species
ゲノムのうち特徴がよく分かっている領域から得た1つ以上の短い遺伝子配列を用いて、種を同定する分子生物学的手法。
crop
作物
cultivated plant
栽培される植物。
heirloom seed
伝統品種の種子
seed from a plant that was grown historically, but has not been used in modern agriculture on a large scale
歴史的に栽培されてきたが、現代の農業では大規模に利用されていない植物の種子。
herbivory
植食
consumption of plants by insects and other animals
昆虫などの動物が植物を食べること。
nectar
花蜜
liquid rich in sugars produced by flowers to attract animal pollinators
動物の送粉者を引き寄せるために花がつくる、糖分に富む液体。
pollination
受粉
transfer of pollen from the anther to the stigma
葯から柱頭への花粉の移動。