Trendy セミナー   2011-01-13 (Thu) 16:30-18:00   北大・大学院地球環境 地球環境 A 棟 809

葉の力学的性質の全球的なパターン
Global trends of leaf mechanical properties

小野田雄介 (九州大学)
Yusuke Onoda (Kyushu Univ.)

植物の葉の力学的性質は、葉の寿命や植物-動物関係、リター分解、栄養塩循環などに密接に関わる。しかしその種間変異の全球的傾向や変異をもたらす要因についてはほとんど分かっていない。3つの主要な測定法に着目し、私たちは世界90カ所から2,819種の葉の力学データを集約した。葉の構造的強度は種間で500-800倍の変異があった。長年信じられてきた仮説とは対照的に、熱帯の植物の葉が温帯の植物の葉より頑強であるという傾向はなかった。葉の構造的強度は少ない降水量や強い光環境とある程度相関していた。構造的強度の変異の要因を解析した結果、葉の厚さや組織密度よりも、組織密度あたりの強度が重要であると分かった。組織密度あたりの強度の高さは、特に被陰下での長い葉の寿命に関係していた。葉の組織レベルの強度の違いは、これまであまり認識されてこなかったが、葉の構造的な強度の違いに重要であり、それが全球レベルの植物-動物関係や生態系機能にも影響するだろう。

Leaf mechanical properties strongly influence leaf lifespan, plant-herbivore interactions, litter decomposition and nutrient cycling, but global patterns in their interspecific variation and underlying mechanisms remain poorly understood. We synthesize data across the three major measurement methods, permitting the first global analyses of leaf mechanics and associated traits, for 2819 species from 90 sites worldwide. Key measures of leaf mechanical resistance varied ca. 500-800 fold among species. Contrary to a long-standing hypothesis, tropical leaves were not mechanically more resistant than temperate leaves. Leaf mechanical resistance was modestly related to rainfall and local light environment. By partitioning leaf mechanical resistance into three different components we discovered that toughness per density contributed a surprisingly large fraction to variation in mechanical resistance, larger than the factions contributed by lamina thickness and tissue density. Higher toughness per density was associated with long leaf lifespan especially in forest understory. Seldom appreciated in the past, toughness per density is a key factor in leaf mechanical resistance, which itself influences plant-animal interactions and ecosystem functions across the globe.


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世話役:藤沼潤一
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北海道大学大学院環境科学院 植物生態学