1.食虫植物とは?
食虫植物とは、早い話が「虫を食べる植物」なのである。いや、虫だけではないのだ。ねずみ等の小動物も捕らえるし、栽培下ではカツオ節やチーズ片なども食べるのだ。
こう書くと、なにやらマニアな栽培家が、自宅の栽培場でニヤニヤしながら食虫植物に餌を与える光景を想像する諸君も居るであろう?
食虫植物もグロテスクで異様な姿を想像し、その餌をムシャムシャと美味しそうに食べる姿を想像しては居ないだろうか?
外国では肉食植物と呼ばれている。昆虫を捕まえて食べてしまうのでそう呼んだのであろう。”肉食”というとなにやらグロテスクなものを想像してしまうが、人間が食べる獣肉や鶏肉も消化してまうのであるから驚きである。
前置きが長くなったが、食虫植物の定義を考えたい。それは以下の全てを備えた植物をいうのである。
(1)虫を誘い出す
(2)虫を捕らえる
(3)捕らえた虫を消化する
(4)消化した栄養を吸収する
(5)植物自身の栄養に役立てる
厳密に言えば、上記5つの要件が必要であるが、食虫植物の中には(1)の虫を誘い出すことに消極的あるいはまったくやる気のないものもある。(3)の消化については、食虫植物自体が消化酵素を分泌しないものもあり、共存するバクテリア等によって消化されているケースもあるのだ。したがって、
(1)何らかの方法により虫が捕まり、
(2)自力又は他力により消化された虫の栄養分を吸収し、
(3)その栄養を植物自身の栄養に役立てる
と定義付けてみたい。
もうすこし難しく定義付けておくと
葉緑素を持ち、独立栄養生活をしながら、葉が変形し発達した捕虫器によって小動物を捕まえ、自らが分泌する消化酵素により、又は共存するバクテリアなどの働きをかりて、捕らえた小動物の体を分解し、窒素やリン酸などを取り込んで、養分を補うことの出来る特別な生活様式を兼ね備えた高等植物の一群。
となる。(引用文献;食虫植物 不思議な魅力 P51)
つまり花も咲き、種も出来る普通の植物なのであるが、根や葉からの栄養の吸収のほかに、昆虫を捕らえてその栄養を吸収してしまうという特別な栄養の取り方をする高等植物をさす生態学的な呼び名であり、分類上の呼び名ではないのだ。
そうして定義付けられた食虫植物が世界で12科19属が確認されている。しかし、この広い地球で未だ未確認生物や新種発見が相次ぐ中で、
食虫植物も例外ではない。また、すでに発見登録されている普通の植物が実は食虫植物だったということもあるのだ。ちなみに一番最近食虫植物の仲間入りをしたのが、1994年であるから、今後も仲間が増える可能性があるのだ。
2.食虫植物みたいな普通の植物
皆さんはムシトリナデシコをご存知であろうか? 花茎の一部がネバネバしていて、虫が良く捕まっている。これを見たときに、「おや?これは食虫植物ではないのか?」と思った方も居るかもしれない。しかしムシトリナデシコは虫は捕まえるが、消化したり吸収したりしないのである。虫はくっついて逃げられなくなって餓死しているだけなのである。その虫の栄養をムシトリナデシコが吸収していることが証明されない限り、ムシトリナデシコは「虫を取る、ただのナデシコ」なのである。
ブナの根に寄生するヤマウツボにも鱗片状の葉の中に虫の死骸が詰っていたりするが、これも消化吸収しないことから食虫植物とは言えない。
ラン科のパフィオペディラムの袋も食虫植物のウツボカズラを連想させ、またウツボカズラと同じ場所に生息しているため、現地のマレーシア人に、ウツボカズラの自生地を案内させると、パフィオペディラムの自生地だったこともあったが、この植物も勿論食虫植物ではない。
アナナスやパイナップルの仲間で、その中心に水が溜まっている事はご存知の方が多いであろうが、そこにも虫が誤って落ちて溺れているのを良く見ることが出来るが、これも消化しているわけではないので、食虫植物とは言えない。しかしパイナップル科のある種類だけにその食虫性が確認されて食虫植物の仲間入りをしている。
3.蟻に養われる植物
皆さんは蟻植物というのをご存知だろうか?蟻の集団に対して住みやすいシェルター〔巣〕を植物自身が提供し、蜜などの餌をアリに提供する。その見返りに植物自身はアリにより草食小動物からの食害から守ってもらい、さらに植物内の巣の内部より、蟻の食べ残しや蟻の死骸から栄養分を吸収するのである。
食虫植物は虫を殺して栄養にするいわゆる昆虫とは敵対関係にあるのに対して、蟻植物は、蟻と仲良くなって、巣を提供する代わりに、蟻の食べ残しの餌や死骸等を吸収するわけで、蟻植物は蟻との共存関係にあるといえる。
一般に,緑色植物は第一次生産者であって,動物に食べられるのが当たり前だ。ところが,それが逆転した二つの例外があり,その一つが食虫植物で,他の一つが蟻植物なのだ。
両者は,何れも熱帯を中心として分布する多年草の植物で,極めて貧栄養の土壌に生育し,動物から窒素,リン,ミネラルなどの養分を得ている点においては似ているが,蟻植物は乾燥地の明るい森林の樹冠に着生する。それに対して,食虫植物は湿った処に生育する。どちらも虫や死骸などを補助エネルギー源とするわけであるが、食虫植物による捕食の利益は,蟻植物とは比べものにならない程絶大である点において著しく異なるのだ。
| | 食虫植物 | 蟻植物 |
類似点 | 土壌の栄養状態 | きわめて貧栄養 | きわめて貧栄養 |
動物からの利益 | 窒素、リン酸、ミネラルなど | 窒素、ミネラル |
生活史 | 多年草 | 多年草 |
世界分布 | 熱帯〜温帯、北方域 | 熱帯 |
相違点 | 自生地 | 湿地、水中 | 乾燥地、着生 |
分泌・吸収腺 | 腺が発達し、粘液や消化酵素を分泌し、分解産物を吸収 | 腺はない。根と空洞内の内壁から吸収 |
獲物 | 生きた昆虫 | 昆虫の死骸、植物片 |
昆虫との関係 | 敵対関係 | 共生関係 |
種類 | 約550種 | 約210種 |
5.多面的な虫との関係
食虫植物と昆虫など小動物との関わりについて考えましょう。
@餌(獲物)として・・・・・・周囲に生息していて,たまたま仕掛けに近付いた獲物のうち適当な大きさのものが捕らえられる。食虫植物において最も大きな獲物を捕らえることが出来るのは,ウツボカズラ類だ。フィリピン産のウツボカズラの捕虫袋は長さ40p,入口の直径は15pにも達し,中に小型のネズミやカエル,小鳥などの死骸が入っているのが観察されている。恐らく死にかけたり傷付いた動物たちが袋の中へ落ちて,逃げ出せず水死したのだと思われる。
A消化のための協力者として・・・・・・ウツボカズラやサラセニアなどにおいては,消化液を作るのは葉が若い初めの頃だけで,袋が古くなりますと,単なる"水溜まり"に過ぎなくなる。動物体に付着して持ち込まれたり,空中から落下した微生物が獲物の消化を進めるのだ。
B略奪者として・・・・・・ウツボカズラの捕虫袋やサラセニアの筒状葉の中には,様々な小動物が棲み付いていて,折角捕らえた獲物を横取りするちゃっかりモノが存在する。
ボウフラなど幼虫は,成長して蚊などとなって飛び去る。モウセンゴケなどの腺毛の間を粘着せずに上手に歩き回り,獲物を横取りするメクラカメムシとかモウセンゴケナンキンムシも多い。
また、サラセニアやウツボカズラの袋の入り口近くに巣を張る蜘蛛や獲物を待ち構えるカマキリ等も観察されている。つまり,食虫植物に寄生して生活する略奪者なのだ。
C食害者として・・・・・・モウセンゴケの葉を食べるトリバガの幼虫など,捕獲されるどころか,食虫植物を食草とする昆虫も知られている。
D花粉媒介者として・・・・・・食虫植物の多くは虫媒花だ。従って,餌として昆虫をおびき寄せるだけでなく,花粉媒介をする昆虫をも誘引する。蜜腺を持ち,臭いや鮮やかな色彩,紫外線反射などのサインを送るのだ。
7.食虫植物への進化と分布
(1) 生き残りの為に
植物は生きていくために必死なのである。サボテンは砂漠の中で生きていくために、体内に水分を蓄える智恵を得て進化した。
外敵から身を守るためにトゲを生やしたり、毒をもったり、石そっくりの姿になり、擬態で身を護る植物もあるのだ。
痩せた土地や湿地、荒地など栄養分の不足する土地では、植物の生育に必要な窒素、リン酸、カリ、ミネラルなどの栄養分を十分に吸収できないために、虫を捕まえて不足している栄養分を補う道を選んだのが食虫植物なのである。
(2) 食虫植物の分布
化石などの検証により、白亜紀後半にはすでに食虫植物たちの祖先たちのほとんどは出揃ったと考えられている。そして第三紀暁新世における寒冷化により森林が消滅して荒野が広がり、厳しい環境にうまく適応できたいくつかの被子植物が生き残って分布を拡大した。こうした環境の悪化に伴って数回、食虫性を進化させるチャンスがあり、いろいろな食虫植物が進化、誕生したと考えられる。そしてその分布について詳しく検証してみよう。
1.大陸移動説から考える
ネペンテスはマレーシア、インドネシア、フィリピンを中心に南はオーストラリアのヨーク半島、ニューカレドニア、西はマダガスカル、セーシェル、インド、スリランカそして北は香港、マカオ、タイ、ラオス、カンボジア、ベトナム、東はニューギニアとかなり広範囲に分布している。しかし、マダガスカルに分布してはいるが、お隣のアフリカ大陸には分布していない。
西への分布がソテツ属と同じくマダガスカルで止まり、アフリカ大陸に及んでいない理由については大陸移動説やレムリア大陸説でうまく説明される。「ウツボカズラ属がインドを経て西へ分布を広げ、マダガスカルまで到達した頃にアフリカ大陸との陸つづきが切り離されてしまった」ということである。そして、オーストラリアに達した東への分布が北端のヨーク半島だけに止まっている理由は、それより南のオーストラリアは乾燥地帯となるため、高温多湿を好むウツボカズラ属は生存する事ができなかったものと思われる。それと同じ推測がアフリカ大陸にもあてはめられる。マダガスカルには高温多湿の環境があるが、アフリカ大陸は乾燥が厳しくその上、涼しすぎてウツボカズラ属が入り込めなかったのであろう。
同じように、モウセンゴケ属のイシモチソウもオーストラリアからマレーシア、インド、ネパール、中国、台湾、そして日本にまで広く分布をしている。
ゲンリセア属は、南アメリカとアフリカにまたがって分布しており、大陸移動説を植物の分布からも説明できるのである。
2.人間の営みの中から考える
マダガスカルに住む人は、インドネシアと同じ系統の人で、マダガスカルはアジアの1部と言われている。太平洋の島々やオーストラリアに渡ったようにマダガスカルにも船で移動した人たちがいたようだ。彼らがなにがしかの理由でウツボカズラを持っていった可能性はある。猿がウツボカズラの袋の溶液を飲む写真を何かで見たが、猿が飲む姿を見て、何か薬効があると思って、薬草として携えて海を渡ったのかもしれない。同じことがヤップ島等の太平洋の島にミラビリスがあることで関連付けられるかもしれない。そうして渡ったウツボカズラが少しずつ変化して今のマダガスカリエンシス等になったのかもしれない。原色食虫植物にマソアレンシスの写真があるが、ソレリーぽいし、マダガスカリエンシスはミラビリスに似ていると思うのは私だけであろうか。
3.渡り鳥から考える
ナガバノモウセンゴケは日本では尾瀬ヶ原と北海道にしか自生しない植物であり、さらにシベリア、樺太、アラスカ等の寒冷地にのみ確認されているが、驚くなかれハワイにも自生しているのをご存知であろうか? ハワイのカウアイ島の高所に自生しているのである。
チドリ科のムナグロがアラスカからハワイまで移動することが知られているが、恐らくその可能性が否定できないのである。
また日本にも自生するミミカキグサ類は非常に小型であり、種子を実らせて冬は枯れてしまう。しかし、同じミミカキグサが東南アジアに広く分布しており、その姿は、とても日本のものと同じ種類とは思えないほど大型なのである。以前、近畿地方のみに自生するとされていたヒメミミカキグサ(U.nipponica)は実は東南アジアやオーストラリアに広く分布するU.minuttisimaと同じ種とされたのは最近のことである。
また、ナガバノイシモチソウ(D.indica)も本来熱帯地方の植物で、オーストラリア熱帯地方や東南アジア、香港、台湾まで分布をしているが、日本にも太平洋岸の暖かい地方に分布が見られる。
これらの植物は本来熱帯地方なので、1年中生育をするのは当然である。これも渡り鳥による分布域拡大と考えられており、冬のある地域に運ばれたミミカキグサやナガバノモウセンゴケは種子で越冬する手段を得たのだと考えられる。
4.氷河期から考える
日本にも自生するムシトリスミレ(P.macroceras)は千島列島、カムチャッカ半島、アリューシャン列島、アラスカ、北アメリカ、そしてヨーロッパにまで広く分布している。日本では北海道の大雪山、日光連山、秋田駒ケ岳などの中部高山地帯の亜高山地帯に野生している。一般的に高山植物として認識されてはいるが、標高僅か200mほどの新潟県早出狭等の自生地が見つかり、さらに、四国の石立山や三重県の飯高町の山岳地帯にまで隔離分布していることが判明したことにより、このムシトリスミレが氷河期において日本に広く分布していたが、氷河期が終わり、地球の温暖化に伴って、高山地帯へ移動したと考えられる。
また、日本固有のコウシンソウ(P.ramosa)も、樺太やカムチャッカに自生するP.variegataと非常に近縁とされており、恐らく氷河期から温暖化に伴って隔離分布を余儀なくされ、コウシンソウは独自の進化を遂げたのであろう。
5.ギアナ高地から考える
ギアナ高地はコロンビア東部からベネズエラ南部、ブラジル北部、ガイアナ、スリナム、フランス領ギアナにまたがって広がる山岳地帯の総称である。ここには右の写真のように、頂上が平坦状で俗にテーブルマウンテンと呼ばれている。
この地域は5億7000万年以上昔につくられた古い大陸の塊りで地殻が厚く、地震や火山活動が少ない安定した地域である。その大地が長い年月をかけて河川に浸食され、上部のかたい岩石の層だけが残ったと考えられており、その残った部分がテーブルマウンテンなのだ。普通の山とはその成り立ちが大きく違う。
侵食で取り残された大地のうえに残された生物たちはその後何億年もの間、下界と隔絶され、それゆえ独自の進化を遂げたのである。なおかつ赤道近い熱帯でありながら、標高は1.000mから2.000mのため冷涼な気候であり、かつ年間の降雨が非常に多いため特殊な生物が多く生息しているのが特徴である。
ここに野生する動植物のうち約80%以上がギアナ高地の固有種とされており、ここに自生する食虫植物の代表であるヘリアンフォラも
山毎に新種発見が相次いでいる。僅か数Kmしか離れていない隣の山には、すでに数億年掛かって独自の進化を遂げているのである。それ尾を考えると同じ科に属するサラセニアよりもはるかに種分化が進んでいるといえる。
6.オーストラリア大陸における独自の進化
オーストラリアに野生する動植物の70%以上がオーストラリアにしか生息しないものだといわれている。これもギアナ高地同様、古くから大陸より隔離され、長い歳月をかけて独自の進化を遂げたからであろう。有名なコアラ、カンガルーなどの有袋類、一世を風靡したエリマキトカゲなどの珍獣はここオーストラリアしか生息していない。
これは植物においても同様で、地性蘭であるスパイダーオーキッド、ハンマーオーキッド、スティリジウムなど昆虫との関わりに興味深い植物等が多数野生する。
食虫植物においては、球根をつくるモウセンゴケ(球根ドロセラ)、ムカゴを作るモウセンゴケ(ピグミードロセラ)などがここオーストラリア固有種としてかなり多数の種分化が進んでいる。
オーストラリア南部の気候は雨季と乾季がはっきりしており、その乾季に耐えるように進化したのであろう。あるものは球根を作り、あるものはムカゴを作り、あるものは種子を大量に産して乾季を耐えるのである。
またオーストラリア北部は熱帯地方であるが、ここにも雨季と乾季があり、ここに産するモウセンゴケ類(ペティオラリス類)は太くて長い根を持ち、乾季は身を小さくして、深く長く伸ばした根より水分を吸収する智恵を得たのであろう。
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