実験生物

革新的形質進化・収斂進化・転用進化・表現型可塑性など、食虫植物はこうした現象を研究するのに適した性質を数多く備えています。必要に応じてさまざまな系統を扱いながら、進化の謎に迫っています。

ゲノム・トランスクリプトーム情報の取得はほぼすべての食虫植物系統で進めていますが、特に重要な種について以下に紹介します。

オーストラリア南西部にのみ自生する一科一属一種の食虫植物で、落とし穴式に小昆虫を捕らえます。この種は顕著な表現型可塑性を示し、生育環境に応じて、袋型捕虫葉と光合成葉を作り分けます。捕虫葉の進化が常に光合成葉から始まっていることを考えれば、この植物には祖先と子孫の形質が同居しているようなもので、これは進化の研究にとても都合のよい性質です。

一科一属一種のフクロユキノシタとは対照的に、ウツボカズラ属は200種近い種数を誇り、今もなお新種記載が続いています。食虫性に加えて、植物では比較的珍しい雌雄異株性をもつことや、太古の倍数化に由来する十倍体のゲノム構造を維持していることなど、興味深い特徴を数多く備えています。また、袋型捕虫葉をつくることから、フクロユキノシタとあわせて収斂進化を探るよいモデルになります。

パイナップル科に属し、地球上で最も若い食虫植物だと考えられています。食虫植物の初期進化を研究するのに好適な材料です。

トリフィオフィルムは西アフリカ原産の食虫植物です。極めて希少で、市場に出回ることはほとんどありません。一属一種で表現型可塑性を示し、幼若個体が雨季にのみトリモチ式捕虫葉をつくることから「パートタイム食虫植物」と呼ばれています。それ自体が興味深い性質ですが、近縁のディオンコフィルム(Dioncophyllum)やツクバネカズラ(Ancistrocladus)は食虫性を完全に失っていると考えられており、これらを比較することで食虫植物の退化過程を探ることができます。この系統の食虫植物は栽培技術もまだ確立されていないため、それに長けたヴュルツブルク大学植物園と共同で研究を進めています。

ネナシカズラを食虫植物に寄生させることに成功しました。現在、この実験系を用いて、両者の間での栄養輸送を切り口とした新しい研究を進めています。

分子生物学の基礎を支えるバクテリアたちです。大腸菌は、遺伝子配列を単離し、組み換え、増幅し、発現させ、その機能を解析するための頼もしい相棒です。アグロバクテリウムは、DNAを植物細胞へ運び、ゲノムに組み込む能力をもつ土壌細菌で、植物の性質を改変するうえで欠かせない存在です。

水中生活性の祖先からの「陸上進出」は、動植物を問わずさまざまな生物系統で起こっています。グソクムシ・フナムシ・ワラジムシ・ダンゴムシといった等脚目甲殻類は、陸上進出の秘密を探るのに適した研究材料です。

シダ植物は、単相世代（配偶体）と複相世代（胞子体）がいずれも独立栄養体として生活するユニークな生活史をもっています。陸上植物の生殖や発生の進化を探る上で鍵となる研究材料です。

ソテツやイチョウなどの裸子植物は、被子植物とは異なる生殖様式をもつ植物群です。大型の樹木となる種も多い一方で、陸上植物の進化を理解するうえで欠かせない重要な系統です。

タケ類はイネ科タケ亜科に属し、クローン繁殖とまれな開花で知られる植物群です。オミクス解析を糸口に、その謎に迫っています。