キソウテンガイ 奇想天外 Welwitschia

Welwitschia キソウテンガイ

 

キソウテンガイ(奇想天外)はキソウテンガイ科唯一の種である。ナミビアのナミブ砂漠だけに自生している。

Welwitschia mirabilis is monotypic species in the Welwitschiaceae and is distributed only in Namib desert.

Welwitschia キソウテンガイ

奇想天外は、発芽後、二枚の子葉、そして、2枚の子葉の間の茎頂分裂組織から対生する2枚の本葉を形成する。

Welwitschia germinates from seeds and produces two cotyledons and two opposite first leaves.

Welwitschia キソウテンガイ 他の種子植物と異なり、第二葉は出ない。第一葉に平行な位置に、茎頂分裂組織を挟むように2枚の鱗片体が形成される(Pham and Sinha 2003)。第二葉は第一葉と平行に形成されることは無いので、鱗片葉は第二葉と相同ではない。鱗片葉が他の植物のどのような器官と相同なのか、どのような発生機構によって生じ、進化したのかはわかっていない(Pham and Sinha 2003)。

Differently from other seed plants, a shoot meristem stops to grow and instead, bases of first leaves acquire meristematic activity (Pham and Sinha 2003).

Two scaly bodies are formed parallel to the first leaves at the shoot meristem and residual shoot meristem remains between the scaly bodies (Pham and Sinha 2003). Homology of scaly bodies is ambiguous and more detailed studies are necessary (Pham and Sinha 2003).

Pham, T., and Sinha, N. (2003). Role of Knox genes in shoot development of Welwitschia mirabilis. Int. J. Plant Sci. 164, 333–343.

 二枚の葉は1日あたり0.37 mm程度伸長する(Henschel and Seely 2000)ので、年間135 mmくらい葉が伸びることになる。葉の先は徐々に枯れ縦に裂ける。葉の生きた部分が2.5 mにも達する個体もある。葉先が枯れていくので、何年くらい生きているかは不明である。

Two leaves continuously grow approximately 0.37 mm per day (Henschel and Seely 2000) and it is expected to grow approximately 135 mm per year. Two leaves continuously grow more than 100 years and tips of old leaves are died and split. Maximum length of live parts reaches to 2.5 m (Henschel and Seely 2000).

Henschel, J.R., and Seely, M.K. (2000). Long-term growth patterns of Welwitschia mirabilis, a long-lived plant of the Namib Desert (including a bibliography). Plant Ecology, pp. 7–26.

 

ナミブ砂漠に生えるヒユ科やハマビシ科の植物は塊状になって生える。この形態は、朝の湿度の高い空気から水分を吸収するのに適しているのかもしれない。しかし、それぞれのパッチが繋がることなく、小さな塊として、離れているのはどうしてなのだろうか。

Namib desert plants including Amaranthaceous and Zygophyllaceous plants tend to be mound-like bush, likely be adaptive to capture water from morning fog. By the way, why patches are not connected and scarcely separated.

Welwitschia キソウテンガイ

ナミブ砂漠にだけ生える奇想天外は砂漠にばらばらと生えており、他の砂漠植物のように、クランプ状になっている。

Welwitschia plants are also sparsely dispersed in the Namib desert, and form clumps.

Welwitschia キソウテンガイ

 

このようなこんもりした形態は霧から水分を取るのに適している。しかしながら、奇想天外はC3植物で日中に気孔を開いて光合成を行うため (vonWillert et al. 1982; Eller et al. 1983)、毎日1リットルの水を蒸散によって失っている(Eller et al. 1983, Henschel and Seely 2000)。霧だけから1リットルの水をとることはできるだろうか。金属製の1平方メートルの奇想天外の模型を作って霧から得られる水を計測すると1日当たり6.5 mlしかなかった(Henschel et al. 1998)。このことから、残りの水は根によって地中から吸収されていることになる (Henschel and Seely 2000)。奇想天外は普通の植物のように、地中の水分に依存し、しかも、1日1リットル近くもの水を根から吸収としているのである。

This morphology may be adaptive to capture water from fog. Welwitschia is C3 photosynthesis plants (vonWillert et al. 1982; Eller et al. 1983) and needs one liter of water per day (Henschel and Seely 2000). However, 1 m2 metal model of Welwitschia captured 6.5 ml water per day, which is much less than one liter, suggesting that most water should be uptaken from soil with roots (Henschel and Seely 2000).

Eller, B. M., von Willert, D. J., Brinckmann, E. & Baasch, R. 1983. Ecophysiological studies on Welwitschia mirabilis in the Namib desert. South Afr. J. Bot. 2: 209–223.

Henschel, J.R., and Seely, M.K. (2000). Long-term growth patterns of Welwitschia mirabilis, a long-lived plant of the Namib Desert (including a bibliography). Plant Ecology, pp. 7–26.

Henschel, J. R., Mtuleni, V., Gruntkowski, N., Seely, M. K. & Shanyengana, S. E. 1998. Namfog: Namibian Application of Fog-Collecting Systems, Phase I: Evaluation of Fog-Water Harvesting. Occasional Paper No.8, Desert Research Foundation of Namibia, Gobabeb, 62 pp.

von Willert, D. J., Eller, B. M., Brinckmann, E. and Baasch, R. 1982. CO2 gas exchange and transpiration of Welwitschia mirabilis Hook. fil. in the central Namib desert. Oecologia 55: 21–29.

Welwitschia キソウテンガイ

 

奇想天外は砂漠一面にばらばらと生えているわけではない。

Distribution of Welwitschia plants are not randomly dispersed in the desert.

Welwitschia キソウテンガイ

 

線状に並んで生えているように見える。

They look to be aligned.

Welwitschia キソウテンガイ

 

ナミブ砂漠には年間、平均で16.2 +/- 16.9 mm の雨しか降らない。東京の1/100以下である。しかし、50年に一度ほど25倍以上の雨が降る年があり、降った雨が川となる。その川の縁や川底に奇想天外は生えている。

Average rain fall in this area is  16.2 +/- 16.9 mm on average. Once in about 50 years, 25 times more rain falls and rain wash is formed (Henschel and Seely 2000). Welwitschia grows along the river.

Henschel, J.R., and Seely, M.K. (2000). Long-term growth patterns of Welwitschia mirabilis, a long-lived plant of the Namib Desert (including a bibliography). Plant Ecology, pp. 7–26.

Welwitschia キソウテンガイ

 

雌株は毎年1万から2万の翼状に広がった小苞に被われた種子を形成する(Bornman 1978; Bustard 1990)が、種子が発芽するには、12.5 mmの雨と3から21日間湿らせておく必要があることが知られている(Bornman et al. 1972)。従って、50年に一度の大雨の年以外は、ほとんどの種子は発芽できないと考えられている (Henschel and Seely 2000)。

A female plant forms 10,000 to 20,000 seeds ( Bornman 1978; Bustard 1990), but seeds need 12.5 mm rain with 3 to 21 days of soaking (Bornman et al. 1972). Therefore, most seeds cannot germinate in regular years with less than 17 mm per year (Henschel and Seely 2000).

Bornman, C. H. 1972. Welwitschia: paradox of a parched paradise. C. Struik Publishers, Cape Town

Bustard, L. 1990. The ugliest plant of the world: the story of Welwitschia mirabilis. Kew Magazine 7: 85–90.

Henschel, J.R., and Seely, M.K. (2000). Long-term growth patterns of Welwitschia mirabilis, a long-lived plant of the Namib Desert (including a bibliography). Plant Ecology, pp. 7–26.

Welwitschia キソウテンガイ

 

毎年できる1万から2万の種子のほとんどはクロコウジカビに感染され死んでしまう(Bornman et al. 1972,  van Jaarsveld 1992, Whitaker et al. 2008)。クロコウジカビの胞子は受粉滴を通して種子に取り込まれたり、種子や胞子嚢穂を捕食するProbergrothius sexpunctatis によって媒介される(Whitaker et al. 2008)。

These dispersed seeds were infected by Aspergillus niger (Bornman et al. 1972,  van Jaarsveld 1992, Whitaker et al. 2008), which is transmitted by the Welwitschia bug Probergrothius sexpunctatis that feeds seeds and inflorescences (Whitaker et al. 2008).

Bornman, C. H. 1972. Welwitschia mirabilis: paradox of the Namib Desert. Endeavour 31 (113): 95–99.

van Jaarsveld, E. 1992. Welwitschia mirabilis in cultivation at Kirstenbosch. Veld & Flora 12: 119–121.

Whitaker, C., Pammenter, N.W., and Berjak, P. (2008). Infection of the cones and seeds of Welwitschia mirabilis by Aspergillus niger var. phoenicis in the Namib-Naukluft Park. South African J. Bot. 74, 41–50.

Welwitschia キソウテンガイ

発芽後、根は1日5から10 mmの速さで伸長し、8ヶ月で1 mにもなる (Butler et al. 1973, Eller et al. 1983, von Willert 1994) 。1934年から1935年にかけて大雨が記録されており、1987年には雨のあと6ヶ月水分が維持された年があった(Henschel and Seely 2000)ので、数十年に一度くらいの大雨の降る年には、雨水の流路の周辺では数ヶ月水分が維持され、この間にうまく発芽し、さらに根が地中の湿った層に到達できた個体だけが生き残れるのだろう(Henschel and Seely 2000)。 写真の個体は葉の長さが30 cm程度で他の個体よりも小さかったので、最近の大雨によって発芽したものかもしれない。

After germination, seedling roots grow approximately five to ten mm per day  (Butler et al. 1973, Eller et al. 1983, von Willert 1994). After a big rain, the wash is kept to be moist for several months. Roots can grow to 1 m in eight month (Butler et al. 1973, Eller et al. 1983, von Willert 1994) and seedlings whose roots arrived at moisture or water level in the soil can survive, when the wash becomes to be dried (Kutschera et al. 1997, ). The individual plant in this photograph is relatively smaller than other individuals and may be germinated in the last big rain.

Henschel, J.R., and Seely, M.K. (2000). Long-term growth patterns of Welwitschia mirabilis, a long-lived plant of the Namib Desert (including a bibliography). Plant Ecology, pp. 7–26.

Welwitschia キソウテンガイ

Welwitschia キソウテンガイ

奇想天外は毎年無駄に種を作っている。しかし、大雨は数十年に1回、予兆無く来る。予兆が無いので、無駄になっても、毎年種を作り続けることが、数十年に1度の大雨の年を逃さない唯一の手段なのである。奇想天外の生き方は基礎科学に似ている。いつ成功するかわからないけど毎年毎年研究を続け、あるとき、偶然、大発見へと繋がる。一見無駄に見えるような毎年毎年の研究を続けているからこそ、予期せぬ大発見に備えることができるんじゃないだろうか。奇想天外がとてもいとおしく思えた。

Since a year with heavy rain is not anticipated, Welwitschia forms many seeds every year and live long. The life style of Welwitschia is partly similar to that of basic scientists. Most experiments in many years may not be successful but basic scientists do not stop to have experiments with dreaming a big rain to germinate.

カテゴリー: 4.3.Coniferophytes-Gnetophytes, indeterminate leaf 無限成長葉, 分裂場所制御   パーマリンク

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