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私は最も奇妙なものから最も美しいものまで、植物の魅惑的な世界を探検しています。今日の最新技術を使って、植物の生活における全く新しい次元を明らかにしていきます。
彼らが陸上で始まりから今日の自然界における重要な位置まで追跡し、私たちがあまりにも見過ごしがちな隠された世界を発見します。
私たちの時間感覚から植物の時間感覚へと移行し、一部の植物が最も過酷な条件で生き残る特別な方法を探求します。そしてこれらすべてを植物界全体の縮図である唯一無二の場所で行います。
それは王立植物園、キューガーデンです。
私は世界中の自然環境で成長する植物を見てきましたが、ここキューでは野生では不可能な方法で植物を調査することができます。ここには既知の植物種の約90%が何らかの形で表されているので、この一カ所で植物界全体を調査することができます。さらに、3Dカメラを使用して植物の最も親密な秘密のいくつかを明らかにすることができます。
植物は温かさと水が豊富にある場所で最も劇的に繁栄します。湿潤地帯です。ここでは植物がどのようにして陸上に定着し、すべての陸上生物の基盤となったかを発見できます。熱帯雨林は世界の陸地面積のわずか約2%を占めるだけですが、世界の種の50%以上を含んでいます。これらの湿潤地帯の植物の多くは特別な生存戦略を持っており、それらを研究するためにキューガーデンはテムズ川のほとりにここに熱帯雨林を建設しました。
これは他に類を見ない熱帯雨林です。パームハウスは1844年に200トン以上の鉄と16,000枚のガラス板から建設されました。この規模のガラスハウスを建設した例はそれまでになく、そのために建築家は造船業から技術を借用しました。それがパームハウスが裏返しにした船の船体のように見える理由かもしれません。その目的はビクトリア朝の探検家が熱帯への冒険から持ち帰った熱帯植物に家を提供することでした。それは当時の工学的な驚異でした。
そして今でも植物学的な驚異です。
ハウスのこの端の植物の大部分はビクトリア朝時代のように鉢に入れられています。そしてこれはほぼ確実に世界で最も古い鉢植えです。これはエンケファラルトス・アルテンシュタイニーといい、1775年にここに来ました。アルテンシュタイニーはその後、他の多くの湿潤地帯の植物に加わりました。それらは一緒になってユニークな世界的熱帯雨林、熱帯雨林の植物が相互作用し行動する魅力的な方法を観察できる生きた実験室を構成しています。
このガラスハウス内の条件は湿潤地帯の植物にとってほぼ完璧です。暖かく、湿度が高く、光も十分あり、その結果、植物は非常に速く一年中成長します。時間を早めると、植物は本来の性質を現し始めます。彼らは思われるように受動的な生物ではなく、動物と同様に攻撃的な競争力のある生き物です。彼らは光と空間を求めて必死の戦いを繰り広げています。彼らは先頭に押し出そうと伸び、脈打ちます。
つるや蔓は別の植物の枝や茎を探して便乗します。
竹は巨大な草の一族で、樹冠の最も明るい光を目指して競争する際に驚異的なスピードを発揮できます。彼らはすべての植物の中で最も速く成長します。
一部の種は一日に1メートル以上成長し、高さ30メートルで9階建てのオフィスビルほどの高さに達し、最も高い熱帯雨林の木々と競争できます。
湿潤地帯の植物が争う必要のない一つのリソースは水です。
実際、熱帯雨林では非常に多くの雨が降るため、一部の種は特別な方法で水を排出する必要があります。これはタロイモで、最も非凡な葉を持っています。葉に水をかけるとどうなるでしょうか。
水が転がり落ち、葉は乾いたままです。それは葉が非常に小さな微視的構造で覆われており、水滴を持ち上げているからです。その結果、実際に水が葉の表面に触れるのはわずか2%ほどです。水滴が転がり落ちるとき、それらは汚れとバクテリアを一緒に運び去ります。つまり、これらの葉は自己洗浄機能を持っているのです。
しかし水を異なる方法で使用する植物もあり、それらは樹冠の高いところに生息しています。タンクブロメリアは地面の土で成長する必要性をなくし、代わりに光が豊富にあるここ樹冠の枝に自らを取り付けます。地面からとても遠いため、栄養分を集める全く異なる技術を開発する必要がありました。
彼らは毎日南米の熱帯雨林を濡らす雨の一部を集めます。
彼らの広い葉が雨水を中央の貯水池に導きます。
葉の根元では葉が非常に密接に押し付けられているため、それらが作り出すタンクは水密性があります。一部の種は最大50リットルの液体を保持できます。水は植物に水分を供給するだけでなく、それ以外では樹冠に住めない多くの生き物に家を提供します。これらの小さなもぞもぞ動くものは蚊の幼虫です。
野生では、これらの小さな水たまりにはさまざまな生き物が見られます。これはラノドントミア・イミテーター、ペルーのポイズンダートフロッグです。親指ほどの大きさで、世界で唯一の一夫一婦制の両生類です。一部の個体はオタマジャクシから成体まで、生涯をブロメリアのプールの中やその周辺で過ごします。樹冠の高いところでは、そのようなプールは素晴らしい住処を提供します。比較的安全で、食べ物の供給が容易です。植物はその住人が生み出す排泄物が栄養豊富な肥料となるため、この取り決めから利益を得ています。
ブロメリアとそこに住むカエルは、熱帯雨林に存在する複雑な関係の一例に過ぎません。熱帯林では、動物と植物の両方、すべての生き物の生活が密接に絡み合っています。それは何百万年もの間に進化してきた複雑な関係です。熱帯雨林は、その歴史を通じて、地球上の他の地域のより過酷な条件から植物に避難所を提供してきました。したがって熱帯雨林では、確かに恐竜に食べ物を提供した家族に属するこのソテツのような非常に古い植物の科を見つけることができます。
しかし熱帯雨林は非常に豊かな環境であるため、その歴史のすべての段階の植物がここで見つかります。
最初は川や沼から出て、湿った泥だらけの縁に生える粘液状の糸状の藻類でした。その約4000万年後、一部は防水被覆を発達させ、依然として湿っているが乾燥した土地に移動できるようになりました。それらは苔や地衣類でした。その後、それらの植物の子孫の一部は茎を強化して光に向かって伸びながら直立することができました。それはシダとトクサでした。
この地球の緑化は生命の進路を変え、動物が植物に続いて永久的な水から出ることを可能にしました。
陸地に広がるにつれて、植物は葉から酸素を放出しました。つまり、最初から陸上動物は食物だけでなく、彼らが呼吸する空気自体も植物に依存していたのです。植物が新しい環境で直面した大きな困難は繁殖でした。もし彼らが実りある種子を生み出すつもりなら、ある植物から別の植物の卵に花粉が届き受精させる必要がありました。針葉樹、松、イチイ、モミは当時も今も風を利用しました。彼らは風が何百マイルも運ぶことができる、ほとんど塵のような粒子よりわずかに大きい膨大な数の花粉粒を生産しました。その技術は成功しましたが、非常に無駄でした。たった一つの花粉粒が目標に到達するためには、膨大な量の花粉粒を生産する必要がありました。
しかし約1億4000万年前、一部の植物は花を使ってそれを行うはるかに効率的な方法を発達させました。
これがどのように起こったかは、チャールズ・ダーウィンを含む科学者たちにとって長い間完全な謎でした。ダーウィンは「忌まわしい謎」と呼んだものに困惑していました。恐竜の時代の途中で突然、花を咲かせる植物が非常に短期間に膨大な数の種を生み出したという事実です。それはダーウィンが考えていた進化の特徴の一つ、それは緩やかで漸進的なプロセスであるという考えに矛盾していました。それはどのようにして起こり得たのでしょうか？ダーウィンがその質問を提起した瞬間から、科学者たちは答えを模索してきました。
最近の化石発見と現在および過去の種の現代的なDNA分析により、この魅力的な時期についての理解が変革されました。その情報を使用して、ここキューガーデンでの先駆的な研究により、科学者たちは植物生命全体の祖先系統樹を構築することができました。
それは最も単純な植物である藻類から始まり、その後に苔が続きます。上昇する枝の太さは、各個別のグループにおける種の相対的な数を示しています。
植物の進化の歴史の最初の半分の間、植物生命のすべての枝はほぼ同等に繁栄しました。
1億4000万年前に種の爆発的な放射が起こりました。ダーウィンの謎、それは被子植物、つまり花を咲かせる植物でした。進化はダーウィンが考えていたよりも漸進的でしたが、被子植物がすぐに優勢になったことに疑問の余地はありません。彼らは地球上のほぼすべての既知の生息地を占有する非常に多様な種に多様化しました。しかしこのような劇的な放射を刺激したのは何だったのでしょうか？二つの出来事の幸運な一致がありました。最初は環境が変化したとき、植物がより速く進化できるようにする植物の遺伝物質の倍増でした。二番目はそのような変化の一つ、植物と動物の間のユニークな関係の発展でした。
この一致の効果は、進化した最も初期の花を咲かせる植物の一つに見ることができます。これはスイレン温室で、キューガーデンで最も暑く最も湿度の高い環境です。それは1852年に最新の植物学的発見、巨大なアマゾンのスイレンを収容するために建設されました。今は2月で池はほとんど裸ですが、数週間後にはあらゆる種類のエキゾチックなスイレンが芽を出します。
今日のスイレンの祖先は、その化石からわかるように、花を咲かせる最初の植物の中にいました。
鮮やかな花びら、変形した葉は飛ぶ昆虫にとって進歩でした。それらは高栄養価の花粉の存在を知らせました。花の形は原始的な罠のように機能し、昆虫が植物の生殖器官にぶつかり回るように強制しました。そうすることで、昆虫は偶然に他の花への以前の訪問で収集した花粉をスイレンに転移させました。
こうして今や植物は昆虫を騙して花粉を一つの植物から別の植物へ直接輸送させ、ドア・ツー・ドアのサービスを提供することができました。巨大なアマゾンスイレンの花は完全に閉じることができ、昆虫を数時間捕らえておくことができます。それによって確実に受粉が行われます。
多くの異なる種類の植物がそれに続き、それぞれが昆虫の使者を引き付けるために独自の特定の花を進化させました。彼らのサービスをめぐる競争が植物を多様化させました。昆虫はより明るい花びらを好み、より香りの強い花や最も甘い蜜を持つ花を好みました。
そのような誘惑の出現は昆虫に大きな影響を与えました。
彼らも多様化し始めました。多様な形態の昆虫は、数多くの種類の花の可能性をより良く利用することができました。
大きな目を持つ昆虫は花を見つけることができました。
強力な翼は彼らを植物間で運ぶことができました。
そして複雑な口器は最も深い蜜腺の中に入り込むことができました。
このように植物と昆虫は一緒に進化し、互いの多様性を促進しました。
熱帯雨林はこのプロセスの集大成であり、他のどの生息地よりも多くの種類の生物を含んでいます。そしてここでは時に昆虫に限定されなかったケースも見ることができます。例えばこれはヒスイカズラとして知られていますが、なぜこの非常に特異な青緑色なのでしょうか？私たちはこれがコウモリによって受粉されることを知っています。だからこそ花は開けた場所に吊り下がっており、コウモリが簡単に近づくことができます。そして多分この色は月明かりの中でコウモリにとって特に目立つのでしょう。
コウモリが到着すると、頭を花の中に突っ込んで蜜にたどり着きます。そうするとこのフックから雄しべが飛び出し、コウモリの背中に花粉を塗りつけます。だからコウモリが去るとき、それは花粉を別の花に運びます。
花を咲かせる植物の各種はそれぞれ独自の進化の物語を持っており、それを受粉する動物と密接に関連しています。しかし一つの花を咲かせる植物の科は他のどの科よりも複雑な方法でこの関係を発展させ、そうすることで地球上で最も多数で多様になりました。推定25,000種のランがあります。この科はチャールズ・ダーウィンにとって特別な魅力を持っていました。キューガーデンに保管されている彼の手紙の一つで彼は「トレトシダムに非常に興味を持っています、それはランの一種ですが、実際には多くのエキゾチックなランにも興味があります。ランは私の人生でほとんど何よりも私を魅了してきました」と述べています。
これらの驚くべき植物の一種はキューガーデンの敷地で外で育っているのを見つけることができます。ランは様々な観点から見て特別な植物ですが、そのうちの一つは花の下唇が特別な遺伝子セットによって制御されているということです。つまり花びらの残りが同じままであっても、その形と色を進化させ変えることができるのです。この小さなランの下唇はハチのように見えるように進化しました。人々はそれは一種の警告だと考えていました。ハチに刺されるのは嫌だろうと思って牛が食べないようにするための警告だと。しかし今私たちはそうではないことを知っています。これはオスを引き寄せる雌バチの擬態です。オスがそれと交尾すると花を受粉させます。私たちがそれが真実だと知っている理由は、この小さな花が雌バチと全く同じ匂いを出し、オスを引き寄せるからです。
ランの独特の遺伝的構成により、ほとんど信じられないほどの複雑さに進化することができました。そして湿潤地帯で最大の多様性と複雑さを生み出します。キューガーデンでは、それらはプリンセス・オブ・ウェールズ温室の中で栽培されています。
このセクションでは彼らにとって条件が完璧です。
各ラン種はそれ自身の特徴的な形と色を持っています。
それらは動物と植物の間の進化的協力の頂点を表しています。
最も極端な形では、植物にとってこの関係は排他的なものです。たった一種類の昆虫だけが植物の蜜を求める正しい装備を持っているでしょう。
特定の種類の昆虫と特定の種類の植物の間のこの関係は、いくつかの驚くべき結果を生み出します。例えばこれはダーウィンのデイビアランのカタセタムです。ランにしては珍しく、一部の植物はオスで他はメスです。これはオスです。それはただ一種類の小さく光沢のある美しく色づいたミツバチを引き寄せる種類の香りを生み出します。ミツバチはランの唇に着地し、頭をラン花そのものの中に突き刺します。それがトリガーに触れ、ミツバチの背中にこの不思議なものを付着させます。これは実際にはポリニアと呼ばれる花粉の束です。これには小さなキャップがあり、1分ほどすると落ちて、そこに小さな馬蹄形の花粉の束が現れます。
高速カメラはトリガーメカニズムを示すことができます。ポリニアは大きな力で加速し、昆虫の背中にしっかりと付着することを保証します。ミツバチは間違いなくやや茫然として飛び去り、多分もうそれをしないと思いますが、それにもかかわらず、別の少し異なる見た目の花に引き寄せられます。それはメスですが、ちょうどその種の香りを出します。ミツバチはメスの花に頭を突っ込み、この小さな花粉の束が鍵穴のような小さな開口部に鍵のように収まり、花粉を引き抜き、ミツバチの背中に小さな束を残します。すると見よ、受粉が達成されました。
進化がどのようにしてそのような複雑な組み合わせメカニズムを生み出したのか想像するのは難しいですが、その生活物語がさらに驚くべきランが一つあります。多くの花は昆虫や他の動物を誘惑して来て受粉させるために甘い蜜を生産しますが、このマダガスカルのランであるコメットランは、非常に長い距離を後ろ向きに伸びた距離に蜜を運びます。いったい何がそれらの巨大な長い距離まで届くほど長い舌を持っているのでしょうか？蘭の受粉を研究したチャールズ・ダーウィンは、それは蛾だけであると判断しましたが、彼の死後何年も経って初めてそれを見た人はいませんでした。彼は正しいことが証明されました。これはキサンフォペン・モーガニ・プレディクタ、モーガンの予測スフィンクス蛾です。
特別な夜間視覚カメラで、なぜそのような非常に長い舌が必要なのかを示すことができます。それは長さが1/3メートルで、花の下のスパーとちょうど同じ長さです。
ランと彼らの昆虫の受粉者との間の関係は確かに非常に親密ですが、これらのパッションフラワーと蝶の間のつながりはさらに複雑です。これはパシフローラ、つまりパッションバインです。
ランのように、その鮮やかな色の展示は受粉者を引き寄せます。
そのうちの一つがヘリコニア蝶です。昆虫と植物の間のこの関係は単純な取引ではありません。パッションバインと蝶は何百万年もの間、継続的な競争を繰り広げてきました。
蝶は蜜だけを欲しているわけではありません。卵を産む場所も欲しいのです。
それは彼らの幼虫が近くにすぐに何か良いものを食べることができる場所です。パッションフラワーの葉です。そして彼らの若者は巨大な食欲を持っています。
しかし一部のパッションバインは反撃しました。彼らは自分自身を守る方法を進化させました。葉に毒です。
しかし時にはこれさえも防御にはなりません。
一部の毛虫は葉の毒素を耐えるだけでなく、それを肉に蓄え、今やその毒素は毛虫の捕食者に対する防御として役立ちます。
そして物語はここで終わりません。パッションバインは第二の防衛線を進化させました。この種は蝶の群れのように見える葉を持っています。
本物の蝶を模倣することで、他の蝶のためのスペースがないことを示唆しているのかもしれません。そして葉の細部では、さらに驚くべきことが見えてきます。この種類のパッションフラワーは雌蝶が葉に卵を産むことを思いとどまらせる特別な方法を持っています。これらの小さな黄色い斑点で卵を模倣しているので、雌蝶はこれらの葉がすでに占有されていると思うでしょう。そしてこの異なる種類のパッションフラワーも同じことをしますが、葉の根元に小さな突起物を作ることで卵を模倣します。
パッションフラワーの戦術は、植物が動物が彼らを食べることを思いとどまらせる複雑な方法のいくつかを示しています。
しかし一部の湿潤地帯の種は形勢を逆転させました。このムシは間もなく葉になります。それは普通の葉ではありません。
それはまったく別の、より不吉な目的を持っています。これはネペンテス、つまりウツボカズラです。それは栄養素の少ない土壌で成長するので、窒素ミネラルを別の方法で見つける必要があります。
葉は花のように、報酬で昆虫を引き寄せます。ピッチャーは腐った肉を探している蠅を引き付けるために色付けられ、香りづけられています。訪問者はピッチャーの蓋の裏側にある油っぽい物質で報われます。しかし植物は見返りに何かを欲しています。花粉ではなく、食事を。
ピッチャーは小さな滑りやすい縁で覆われています。ワックスがさらに表面を潤滑にします。
ハエにとっても掴まるのは非常に難しいです。
一度中に入ると逃げ場はありません。葉は消化液のプールを保持しています。これには微視的な弾性フィラメントが含まれており、それは流砂の特性を与えます。昆虫が苦闘すればするほど、より深く沈んでいきます。酵素が犠牲者の体をまだ生きている間に溶かし始めます。
一部のピッチャーは昆虫だけでは満足しません。これはネズミを食べます。ネズミはおそらく唇の上の甘い蜜に引き寄せられてやってきます。彼らは落ちて、出るための足場を得られず、溺れ、最終的にピッチャーの液体中の酵素が体を溶かします。最終的には毛と骨の一部を除いて何も残りません。
このピッチャーはネペンテス・ローウィーと呼ばれています。
ボルネオの山の森林斜面に住んでおり、おそらく最も特別なピッチャーです。証拠によると、これも小型哺乳類を引き寄せます。それは蓋の裏側から一種の蜜を分泌し、それが小さな樹上動物を引き寄せます。この魅力的な小動物はツパイア・モンタナ、山のツパイです。果物や見つけることができる昆虫を食べます。また、ウツボカズラも訪れます。最近まで、次に何が起こるかは謎でした。この映像は動物が滑りやすい死の罠を回避する方法を見つけたことを示しているようです。さらに、それはピッチャーの蓋の裏側で餌を食べています。このピッチャーは死んだ動物の体から栄養を得るのではなく、自分自身を維持する別の方法を持っています。ツパイはそれを舐めに来て、そうするとき彼らの後ろ側はピッチャーの真上にあるので、彼らの排泄物がその中に落ちます。それがこの植物に栄養を提供するものです。
その蜜にはツパイがまさにそれをするように説得する下剤が含まれているとさえ示唆されています。時間の経過に伴う熱帯雨林環境の安定性は、動物と植物の共進化が比類のない複雑さの程度まで発展することを可能にしました。しかし複雑さとともに脆さもやってきます。それぞれの種は熱帯雨林の複雑な仕組みの中で独自の場所を持っています。近年、湿潤地帯の生きた実験室としてのキューガーデンのユニークな立場はこれまで以上に重要になっています。
今日、キューガーデンの役割はこの300エーカーを超えて広がっており、ここでは人々が絶滅の危機に瀕している非常に希少な植物を全滅から救うために取り組んでいます。一つの種の消失の危険性は非常に深刻に受け止められています。ここスイレンの部屋で専門家たちは絶滅から一つの種を救うための必死の闘いに直面しています。
巨大なスイレンの葉の間に巣を作っているのは、ティニア・テルマルム、ルワンダのスイレンで、世界で最小で最も希少なスイレンです。野生では絶滅し、これらの貴重な数個体は残っている最後の標本のいくつかです。これらの写真は20年以上前のその唯一の既知の自生地を示しています。ルワンダの温泉です。住民がその水を洗濯に使うために向きを変えたとき、それはつい最近破壊されました。一つの標本がキューに持ち帰られましたが、種は依然として絶滅の危機に瀕していました。種子は発芽しましたが、苗はいつも死んでしまいました。そして一部の種子はこの男性に与えられました。キューガーデンのカルロス・マグダレナは、スペインで「植物の救世主」として知られています。カルロスは絶滅危惧種を救出する素晴らしい技術で有名ですが、カルロスでさえこの小さな植物に勝つのには苦労しました。「私はさまざまな苗を試しましたが、何も効果がありませんでした。でもそれは種が永遠に消えようとしていたということです。」「そうです、それは私にとって非常に心配でした。だから私はそれに少し取り憑かれ始めました。」「はい、まあ、はい。」「あなたができるかできないかが種にとって違いを生むかもしれないと知ることは、私にとって少し気が滅入ることです。」
カルロスはあきらめませんでした。彼はもう一つのありそうもないアイデアを持っていました。彼はスイレンを水から出して育てることを試しました。
「考えてみると、水から出たスイレンというのは、サボテンを池に浮かべて育てようとするのと同じくらい狂気じゃないですか。だから論理的に最後に試す可能性の低い方法だったんです。そしてそれが結果です。」カルロスの着想は、この植物の奇妙な生態学的特徴を利用することでした。ほとんどすべての他のスイレンは深い水でのみ成長しますが、ルワンダの泉は非常に浅く、わずかに湿った泥だけでした。そのため水の上の鉢で育てることで、カルロスはその自然な生息地を再現しました。数週間以内に、花を咲かせる準備ができた50個体がありました。
「これは決定的な瞬間です。なぜならこれが機能すれば、そしてそれは明らかに機能しそうですが、実際にはあなた自身が種を救ったことになります。」
「もし私がこの狂気のアイデアを持っていなかったら、スイレン全体が永遠に消えていたでしょう。」
「それは絶対に魅力的で美しいです。」
これほど多くの種と多くの壮観な種のある環境で、比較的目立たない一つの種を救うためにそれほど多くの手間をかけるのは奇妙に思えるかもしれませんが、熱帯雨林内の関係は非常に複雑で広範囲に及ぶため、一つの損失が一連の予測不可能な結果をもたらす可能性があります。植物の喪失は昆虫の喪失を意味する可能性があります。昆虫の喪失は、低木がその受粉者を失ったことを意味する可能性があります。低木の喪失は哺乳類がその食物植物を失ったことを意味する可能性があります。誰もそのようなことがいつ、またはそもそも起こるかを正確に言うことはできませんが、最初からそれが起こることを防ぐことは絶対に意味があるように思えます。
植物の物語は湿潤地帯を超えて広がっています。彼らは地球上のほとんどすべての環境を占めるために進化してきました。
彼らは絶え間ない変化の地域で生き残ります。
彼らはほとんど雨を見ることのない土壌で繁栄します。これから発見するように、彼らは私たちがほとんど気づかない方法で多くの生活をしています。
私は最も奇妙なものから最も美しいものまで、植物の魅力的な世界を探検しています。新しい技術と3Dを使って、私たちはそうでなければ隠されている彼らの生活の側面を明らかにすることができます。
私たちは時間を変えて絶え間ない動きの動的な世界を発見することができます。私たちは次元を変えて彼らが昆虫と相互作用するのを見ることができます。私たちは彼らが色でコミュニケーションする方法、香りで、さらには熱でコミュニケーションする方法を分析することができます。また、菌類が植物の敵ではなく、その不可欠なパートナーであることを発見することができます。そしてこれらすべてのドラマが、庭園の外と内側の、これらの壮観なガラスのパビリオンで展開するのを一つのユニークな場所で見ることができます。
王立植物園、キューガーデンです。
私たちの感覚は私たちにとって重要なものに合っています。私たちの目はほんの小さな動きを検出でき、日中に最もよく見えます。私たちの耳は人間の声の周波数を検出できますが、私たちが検出できない植物にとって重要な多くのことがあります。これは隠された世界の探検です。
植物は受動的で不活発に見えるかもしれませんが、実際には彼らは動きます。これらはモウセンゴケという最も神秘的な植物の一部です。他の植物の葉と同様に、太陽光を利用して成長を助けますが、その輝く触手は別の方法で食物を得ています。それらは罠です。
植物が適切に成長するには太陽光と水、そして土壌からミネラルと栄養素が必要です。しかし世界の一部の地域、例えば沼や湿地では土壌にほとんどミネラルや栄養素がないため、植物はそれらを他の場所から得なければなりません。彼らは死んだ動物の体からそれらを得ています。
各触手は輝く小滴で先端が覆われています。それは蜜のように見え、実際多くの昆虫はそれに特に惹きつけられるようですが、それは蜜ではありません。
それは接着剤です。それは昆虫をしっかりと保持するだけでなく、その脇腹の小さな穴を詰まらせ、呼吸できなくします。
タイムラプスカメラは、昆虫に触れていない触手が今や昆虫に向かって曲がり始めることを明らかにしています。
彼らがどのように昆虫の存在を検出するのか、私たちはまだ知りません。
最終的にモウセンゴケは全体の葉をエサの周りに折りたたみ始めます。
この致命的な抱擁からは逃げられません。今や植物は犠牲者の内臓を、まだ生きている間に液状化し、栄養素を葉から吸収します。
他の食虫植物は、どれほど速くなれるかを示すために特別な写真技術を必要としません。ダーウィンはこの植物を世界で最も素晴らしいものの一つと表現しました。
これはアメリカのノースカロライナとサウスカロライナの沿岸平野に生息するハエトリグサです。それは上部に罠を備えた葉で昆虫を捕まえます。葉は甘い蜜で誘い込まれていますが、下の方には数本の直立した剛毛があります。トリガーです。多くのものが偶然にそれらの一つに触れる可能性があるので、一回の接触は効果がありません。しかし葉の上を這って蜜を吸っているハエは、おそらく触手の複数に触れる可能性があります。そして20秒以内に2つに触れるとそれは違います。
トリガー毛は原始的な電気インパルスを放出することで機能すると考えられています。犠牲者の必死の脱出を試みることは、単に更に多くの毛を引き金として、罠がさらに強く閉じるよう促します。
植物は塩酸が豊富な液体を放出し始めます。食事を完全に消化するには10日かかりますが、さらに速い速度で動く食虫植物があります。それは湖や池の隠された水中の世界に住んでいます。それはユートリクラリア、タヌキモと呼ばれています。これらの小さなもぞもぞ動くものは蚊の幼虫で、それらはその獲物の一部です。植物にその名前を与える袋は浮きではありません。それらも罠です。
各袋は部分的な真空を含み、一方通行の入り口があります。動作を240倍に遅くすることで、それらがどのように機能するかが分かります。最も軽い接触で、ドアは内側に開き、獲物を中に掃き込みます。それはすべて1ミリ秒未満で起こります。
ユートリクラリアは植物界で最も速い殺し屋ですが、もちろんほとんどの植物は非常にゆっくりと動きます。私たちのカメラは一年をかけて、そのような季節の変化がどれほど劇的であるかを示します。キューガーデンでは冬です。とても寒く、太陽の光がとても弱いので植物は成長できず、冬の葉は負担になります。葉が完全に生い茂った木は冬の強風で根こそぎになる可能性があり、いずれにしてもオークやブナの薄い葉は霜によって破壊されるでしょう。そのため、そのような多くの木々は冬の間中、裸で不活発です。しかし最終的に太陽は空でどんどん高くなり始め、日はより暖かくなり、春が到来します。
植物細胞内の光と熱に敏感な分子は発芽と開花のトリガーです。
タイミングが重要です。早すぎると霜が殺し、遅すぎるとライバルの成長に飲み込まれる可能性があります。最初のアネモネがキューのファームハウスの前のベッドに溢れ、彼らが色を爆発させると変容します。
次に木々がレースに参加します。桜。
そしてモクレン。
彼らの花は受粉者を引き付けるのに十分な長さだけ持続し、そして落ちます。
一方、森ではブルーベルが現れ始めます。
彼らは上の天蓋が発達して太陽の光を遮断する前に、彼らの春の日差しの分け前を集めるために、とても速く咲く必要があります。
しかし世界の一部では春と夏は数週間しか続かない場合があり、そこに生息する植物は年間の活動を非常に迅速に完了しなければなりません。キューガーデンはそれらのために特別な準備をしています。これは庭園の最も新しいガラスハウスです。
それはアルパインハウスです。
内部には山々からの植物が育っており、そこでは春と夏が短いだけでなく、厳しい条件でもあります。
この家はアルプスの条件を複製するために建てられました。この奇妙な形でそれを実現します。地下深くには非常に冷たい空気がある迷路のようなコンクリートの通路があります。ここの温度が上がるにつれて、その冷たい空気は通気口を通って上に引き上げられ、地面レベルの植物の上を流れます。それからさらに温かくなると上昇し、上部の通気口から逃げます。太陽が本当に強いとき、さらに別の仕掛けがあります。
通常は雪解け水がアルペンの植物を開花させますが、ここでは技術がそのような快適な条件を作り出し、アルプスの植物は雪なしで花を咲かせます。アルプスのアリウム。
ロサセア、生姜に近縁のヒマラヤの植物、そしてセンペルビウムまたはハーディー。それは岩の間の小さな隙間に根を張ることができます。
山の植物は確かにほとんどがとても小さいですが、それらは宝石の美しさと魅力を持っています。
しかし花は私たちの目を喜ばせるために進化したわけではありません。それらの機能は昆虫を喜ばせることです。誰も昆虫が世界をどのように見ているかを正確に確信することはできませんが、それは私たちの見方とはかなり異なります。私たちは赤（長波長の光）からオレンジ、黄色、緑、青、そして紫（短波長の光）までのスペクトルの一部を見ることができますが、昆虫はさらに短い波長もを見ることができます。彼らは紫外線を見ることができ、私たちは特別なカメラを使用して、その紫外線光に対する感度がどのような情報を明らかにするかを示すことができます。
私たちは世界を見る方法から昆虫がそれを見るかもしれない方法へと移行することができます。
このようにして花を見ることで、それらの真の目的を理解し始めることができます。
この花は、私たちの目には均一に平らな花びらを持っているように見えますが、紫外線でそれを見る昆虫にとっては、各花びらには白い先端があり、そこに円が描かれています。昆虫が花粉を見つけることができる所、中心点に注意を引く白い円です。
この花は私たちの目には単なる青色に見えますが、紫外線光では白い花びらがあり、中心に向かって指す線が周りに走っています。そしてこれは一般的なキツネノテブクロで、私たちの目には喉に数個のランダムなマークがある程度に過ぎませんが、昆虫にとってはさらに多くがあります。これらの誘導線はおそらく着陸灯として機能し、それを蜜に導きます。
最も重要な構造物はしばしば最も鮮やかに色づけられています。蜜は明るく輝きます。
花粉も同様です。
フォーオクロックフラワーは夕暮れに咲き、夜に飛ぶ蛾を引き寄せる蛍光性の花粉を持っています。
この紫外線への感度は、植物が昆虫とコミュニケーションする方法の一つに過ぎません。植物は昆虫の授粉者を引き付けるために色だけに頼ってはいません。彼らはまた匂いも生産します。実際、ここに立っていると、私はあらゆる種類の香水の渦巻く渦に囲まれています。幸いなことに、人間の鼻はそれらのわずか5%しか検出できません。昆虫ははるかに優れています。
私たちは空気中に浮遊するこれらの揮発性油の微視的な小滴を想像することができます。多くの昆虫は非常に敏感なアンテナを持っています。一部は10億分の数個というわずかな濃度も検出できます。その結果、昆虫は1マイル離れた場所からでも花の匂いを嗅ぐことができます。
しかしメッセージは反対方向にも伝わることがあります。一部の昆虫は植物とコミュニケーションすることができます。彼らはそれを音でします。一部の花は受粉者に関して非常に気難しいです。これはアマゾン熱帯雨林のサルビアです。ここにはつぼみがあります。それぞれはほんの数時間だけ開き、その時間内に特定の種類の蜂によって訪問される必要があります。特定の音楽的な音で鳴く蜂です。もちろん、ここロンドンではそのような蜂が飛び回っていませんが、私たちは音叉でグスタビアを欺く方法を持っています。私たちがすべきことは花を待つことです。
グスタビアの蜂とちょうど同じピッチで共鳴する音叉は、雄しべを振動させます。その動きは、そうでなければ花にしっかりと封じ込められたままの花粉を放出します。
蜂は利益を得ます。なぜなら栄養価の高い食糧源への排他的なアクセスを持ち、それゆえそれを好み、植物は花粉を正しい住所に届けることがほぼ確実なクーリエを持っています。
私たちはグスタビアの花粉の雲を強調しました。なぜなら粒子は非常に細かいので肉眼では見えないからです。
しかし電子顕微鏡を使えば、最も小さな花粉粒でさえも調べる方法があります。色は人工的ですが、これらの花粉粒は微小です。これはヒマラヤ杉の花粉で7000倍に拡大されています。各粒子には、同種の別の個体によって生成された花を受精させる特定のDNAの小さな束が含まれています。しかしそれはそのような花に到達する必要があります。一部の植物は配達員として動物を使用します。このマウンテンエボニーの花粉は粘着性で、コウモリの毛皮に付着します。アマモの花粉はフィラメントの束を運び、それが植物の花が成長するちょうどその深さで水中に粒子を浮遊させます。
松によって生産された風に散らされる花粉粒は、小さな空気嚢の助けを借りて空気中を漂います。顕微鏡を通して粒子を見ると、その形がいかに驚くほど複雑であるかが明らかになります。それぞれはある特定の植物種に固有のものです。その形と正しいDNAを持つ粒子のみが、それを生産した種の花を受精させます。
花粉粒子は、そのような花に到着すると、動物の精子のように泳ぐのではなく、この図が示すように、花の中心にある卵巣の中に管を作り出します。
新しい季節ごとに、新しい世界が明らかになります。
晩春には、より長い日とより強い日光が葉の出現を促します。
庭園は変貌します。
各植物は葉を配置し、それらの間の重なりが最小限になるようにします。
彼らは利用可能なすべての空間を埋めるように成長し、すべての光線が葉の中の緑色の葉緑素によって捉えられることを確実にします。
ここ樹冠を通るこの散歩道では、それが起こるのを見ることができます。ほんの数週間で木々は緑色の衣服を身にまとっています。彼らが生産する葉や新芽の量は驚異的です。わずか1エーカーで、それは4トンの重さになることがあります。
夏の長く暖かい日の間、あらゆる形や大きさの葉が豊富に成長します。それは植物だけがそれらに依存しているわけではありません。豊かな葉は、微小な昆虫の草食動物やその捕食者の全コミュニティのための隠れた生息地を提供します。
多くの葉は食べ物です。
アブラムシは葉や茎の静脈に針のような口器を刺し込み、樹液を抽出することで必要なものを得ます。彼らは吸う必要さえありません。植物内の圧力はこの習慣を彼らの胃に噴出するのに十分です。
カイガラムシも樹液を飲む生物です。彼らは肌から大部分の捕食者が嫌うワックス状の粉を作り出すので、邪魔されることなく開けた場所で飲むことができます。
外では、カタツムリが長い鑷子のような舌で植物を破り、一口を引き千切ります。一匹のカタツムリは一日で体重の1/5を消費することができます。
このように昆虫や他の小さな生き物は、有益なものも有害なものも、夏を通して繁栄します。これは彼らのほとんどが繁殖する時期であり、彼らは驚くべき速さでそれを行います。メスのアブラムシは他の昆虫のように交尾して卵を産みますが、未受精卵から孵化した複製も生産します。そして複製自体はメスの体から出る前に、他の複製を妊娠しています。
そのような望遠鏡のような世代により、アブラムシは数時間で植物全体に寄生することができます。
しかしアブラムシ自体も他の生物の食べ物であり、このような集まりは他の昆虫に気づかれないままではありません。最も貪欲なのは多くの種類のテントウムシとその幼虫です。これはテントウムシのクリプトネムスと呼ばれる若虫で、若いときも大人になってからも、ほとんどカイガラムシとアブラムシしか食べません。
これはホバーフライの素早く動く若虫です。この昆虫の若虫は完全に目が見えませんが、見る必要はありません。鋭い嗅覚を持ち、特にアブラムシが生産するフェロモンに敏感です。それは口の中の大きなフックで獲物を刺し、乾かします。そして彼は絶え間ない食欲を持っています。それは成熟するまでに最大600匹のアブラムシを食べるでしょう。
ほとんどの捕食者は、獲物を狩ることができる限り、彼らが住む植物について気難しくありません。しかし一つの捕食者は、昆虫を食べるモウセンゴケのように見える植物と特別なパートナーシップを形成しました。ラドゥラという植物も葉の粘着毛に昆虫を捕まえます。興味深いことに、ラドゥラは昆虫の体を消化することができません。
代わりに、キャプシッドバグと呼ばれる一種の昆虫からの助けを得ています。これはラドゥラ以外のどこにも住んでいませんし、キャプシッドバグは体に付着しない物質でコーティングされているため、これらの葉の上を走り回っても付着することなくラドゥラが捕まえた昆虫の体を餌にします。そして昆虫が着地して捕まると、キャプシッドバグは走って行き、昆虫の体に口器を突き刺し、それを吸い乾かします。
それから地面へ落ちる糞を出し、それがラドゥラに栄養を与えます。
キューのガラスハウス内の慎重に制御された条件は確かに植物に適していますが、同様に昆虫にも適しています。そのため害虫を抑制するために何かをする必要があります。一つの方法は捕食者を導入することです。アジアウォータードラゴンは、ミールワームとゴキブリの食事で生存しています。
彼らはすぐに日々の散水が、昼間に隠れる亀裂からゴキブリを追い出すことを学びます。
また、訪問者がめったに気づかない害虫を制御するためのより微妙な方法もあります。これらのカードはクマバチの微小な卵でコーティングされています。
孵化すると、若いハチは好きな獲物であるアブラムシを探しに出かけます。
このハチはアブラムシのさなぎを発見しました。ターゲットを選択し、自分の卵を注入します。宿主内で孵化すると、それは宿主を生きたまま食べます。以前の他のハチが行ったように。
これらは乾燥した犠牲者の殻、アブラムシのミイラです。
キューガーデンは次の大きな季節の変化を始めています。秋です。
ガラスハウスの保護なしに外で成長している植物は、やってくる悪条件に備える必要があります。木々は葉を失う準備をします。葉の中の緑色の葉緑素は分解し始め、再吸収されます。明るい色は、葉が落ちるにつれてそのプロセスの副産物です。土の下から新しい世界が明らかになります。
菌類です。菌類は植物とは異なり葉緑素を持たないため光合成ができません。実際、それらは動物により近い関係にあり、昆虫が骨格に使用するキチン質でできています。これらは菌類の子実体で、その機能は他の場所で成長するために吹き飛ばされる塵のような胞子を生産することです。しかしこれらは菌類のごく一部に過ぎません。菌類の体の大部分は地下にあり、森を通って何百ヤードも広がる小さな糸の絡み合いです。そして今私たちは、それらの糸が多くの森林植物の成長と健康に不可欠であることを理解し始めています。
これらの糸の長さはほとんど信じられないほどです。アメリカで発見された一つの標本は、ほぼ4平方マイルにわたって広がっていました。それはキューガーデンの16倍大きな面積です。技術的に言えば、それは地球上で知られている最大の生物です。
ほとんどの菌類は、植物と動物の両方、他の生物の死んだ組織を餌にして生活しています。
それらは葉や木材を含む全有機物の約90%を分解することができる強力な化学物質を生産します。
この作業を行うことで、彼らは春の新しい成長に燃料を供給するために植物が必要とする栄養素を土壌に放出します。したがって菌類は生命の循環における重要な環です。
しかし一部の菌類は植物がまだ生きている間に植物とパートナーシップを確立し、同様に重要です。これはラッコムオークです。それは1762年にどんぐりから発芽し、キューで最も古い植物の一つです。その根は菌類に覆われていますが、それは病気ではなく、この木が長い間生き続けることができた理由です。菌類はオーク樹ができないことができるからです。土壌から直接窒素を抽出することができます。オーク樹は菌類からそれを集め、その代わりに菌類はオーク樹の根の樹液から砂糖を取ります。だから互いに便利な取り決め、実際には共生関係です。私たちは今や地球上の植物種の約90%がある程度菌類に依存していることを知っています。
キューガーデンは植物と同様に菌類にも配慮しています。それらのために特別な地下世界が作られました。ここでは何千もの異なる種が箱の中に保存されています。これはファンジャリウムです。ここには世界の他のどこよりも多くの菌類の標本があります。125万個です。そして科学者たちは世界中からここキューに来て、それらを研究します。ファンジャリウムには、キューガーデンがその400年の歴史を通じて収集した標本が含まれています。それらは科学と医学における潜在的な価値のために保存されています。おそらく最も有名なのはこれです。これはペニシリウムというカビであり、ここからペニシリンを得ています。油を消化できる別の種もあり、科学者たちはそれが油流出の浄化に役立つかどうかを研究しています。
しかし菌類は非常に不吉なこともあります。このイモムシには頭から生える菌類があります。それはコーディセプスの一種で、恐ろしい力を発達させた熱帯の菌類です。彼らはいつでも脳に感染することができます。一つはアリに感染し、アリが草の茎に登り、先端に顎をしっかりと固定するようにします。そこで植物の高いところで、菌類はアリを殺します。
長い子実体がアリの脳から飛び出します。この複雑な行動により、菌類は地面から高く上昇し、その胞子を広い範囲に降らせ、新しい犠牲者に到達することができます。
植物の世界は、私たちがその生活を調査するための様々な方法を持っていますが、まだ秘密でいっぱいです。最も有名な種の一つは、ほんの数年前まで謎でした。それは木のように見えるかもしれませんが、実際にはこれは巨大な一枚の葉に過ぎません。それはタイタンアラムと呼ばれ、記録破りです。今あなたが見ているものではなく、一週間ほどでその緑の茎と上にある葉は枯れて腐り、消えます。しかし土の表面の下には巨大な塊茎があり、そこから記録破りのものが出現します。
この特別な出来事は7年に一度だけ起こります。完了するまでに2か月かかります。
しかしこの新しい成長は幹でも葉でもありません。それは世界最大の花のつぼみです。それは日々成長し、巨大な槍、肉穂花序が発達中の佛焰苞の中心から上昇します。そして夕暮れが森に訪れる夜、巨大な花が開きます。
この巨大さは最も驚くべき開花の一つです。私は初めて野生でこれらの驚くべき花の一つを見ました。スマトラの熱帯雨林でした。しかしなぜそれらはとても大きいのでしょうか？花の機能は、すべての花と同様に、受粉者を引き寄せることです。そしてこの植物は腐った肉の匂いを放ちます。しかしそれは他のことも行います。熱感知カメラで見ることができるものです。この顕著なデバイスは驚くべきことを明らかにします。
肉穂の根元にある白い領域は、周囲の植物よりも著しく熱いです。
それは熱くなっています。最も熱いとき、肉穂の温度は37度に達することがあります。これは哺乳類の体温と同じです。そして温まるにつれて、花の内部で別のことが起こります。肉穂の根元で何百もの小さな構造物が糸状の花粉を生産し始めます。
タイタンアラムは受粉昆虫の到着に備えています。小さな汗蜂と、おそらくまた腐肉甲虫も、強力な匂いと熱の組み合わせに引き寄せられます。腐った肉の匂いを放つ他の花もまた熱を生産するので、起こっていることは、彼らは最近死んだ動物の体の温かさを模倣しているようです。しかしタイタンアラムの肉穂から発せられる熱い空気のパルスは異なる機能を持っていなければなりません。夜には冷たい空気の層、静止した空気の層が森の天蓋と森の床の間に形成されます。しかしタイタンアラムの肉穂から発生するこれらの暖かい空気のパルスがその障壁を突き破るので、タイタンアラムの匂いは天蓋の上に広がり、遠くから受粉昆虫を引き寄せます。もし私たちがそのような光景を想像できるなら、それは煙突からの煙が夜空に熱を放出するようなものです。
それはわずか2日間だけ咲きます。
それから枯れます。
科学は私たちに、これまで見られなかった世界への一瞥を与えてくれました。しかし私たちの発見の旅はほんの始まったばかりです。技術が進歩するにつれて、植物の隠された世界についての理解も深まるでしょう。
植物発見の最後のフロンティアは乾燥地帯にあります。
砂漠では、植物は昼も夜も生き残るために驚くべき適応の範囲を使用します。私たちが発見するように、植物の驚くべき生命のタイムカプセルである種子に関する新しい研究は、いかなる植物も絶滅する必要がないことを保証することができます。
私は最も奇妙なものから最も美しいものまで、植物の魅力的な世界を探検しています。
新しい技術と3Dを使って、私たちは彼らの最も深い秘密を解き明かすことができます。私たちは自分たちの時間スケールから移動することができます。
私たちは彼らがお互いにどのように争うのか、彼らがどのように一部の動物から助けを得るのか、しかし他の動物と戦い、困難に立ち向かって生き残る必要があるのかを見ることができます。そして私たちはこれらすべての驚くべき出来事が野生では不可能な方法で起こるのを一つのユニークな施設で見ることができます。王立植物園キューガーデンです。この生きた実験室で、私たちは生存のための植物の最も極端な適応を発見し、すべての植物の未来を保護するためのキューの小さな武器、種子を垣間見ることができます。
植物が最初に水から出て陸地を植民地化して以来、彼らはより乾燥した場所に進出し、そうするために専門的な適応を進化させてきました。今日砂漠は地球の陸地表面の約3分の1を占め、急速に広がっています。しかし一部の植物は最も乾燥した場所でも生き残ることができる本当に非凡な戦略を発達させました。
砂漠では水が不足している場所では、一つの主要な戦略は日中、温度が急上昇するときは受動的なままで、夜の涼しさの中でのみ活発になることです。
キューのプリンセス・オブ・ウェールズ温室のこの砂漠には、世界中の乾燥地域からの植物が含まれています。
そして真夏に、ここでの一つの植物が本当に驚くべきことをします。
このサボテンのしぼんだ乱雑な外観に惑わされないでください。それは実際にはサボテン科の最も驚くべきメンバーの一つです。それはヒロケレウス、「夜の女王」と呼ばれています。それはメキシコに生息しており、夏の真昼の気温が耐えられない50度に達することがあります。そのため日中はあまり活動しませんが、年に一度、たった一晩だけ、それは驚くべき美しさのものになります。
花は通常満月の夜に開き、それが開くにつれて大小の夜行性動物を引き寄せる香りを放ちます。そして彼らが近づくにつれて、彼らは満月の光の中で明るい大きな白い花を見ることができ、それらに行って蜜を飲み、それによってサボテンを受粉させます。植物が一年のたった一夜に開花を制限するのは奇妙で危険さえあるように思えるかもしれませんが、この戦略はヒロケレウスにとって機能します。その花は周りで最大で最も明るく、受粉者に蜜のご馳走を提供します。
技術の助けを借りて、私たちはそれらを自然の生息地から何千マイルも離れたここキューで想像することができます。
コウモリはあらゆる種類のサボテンを受粉します。
南米の砂漠の春には、常に一種類か別の種類のサボテンが咲いています。
多数の種が明るい花びらと強力な香りを使って、夜行性の受粉者の注目を集めるために競争しています。最も甘い香りは昆虫を引き寄せますが、コウモリによって受粉される花はもう少し強烈です。
彼らは腐った果物の悪臭を放ちます。餌を食べるコウモリにとって、その匂いは抵抗できません。
彼らはサボテンからサボテンへと飛び、蜜を飲みます。各コウモリは一晩で自分の体重の1.5倍もの蜜を消費することができます。
多くの高い柱状の種は茎の最も上部に花を生産し、そこで簡単に匂いを嗅ぎ、見え、簡単に届くことができます。一部は追加の設備を提供します。ボリビアのエスポストア・グエンテリは花の下に着陸帯を生やします。コウモリが刺に翼を傷つけることなく着陸できる毛皮のパッドです。
しかしメキシコでは、コウモリとサボテンにはさらに非凡な関係があります。毎年コウモリはメキシコ中央部からアリゾナまで、1000マイルの砂漠を横断して移動します。妊娠したメス、10万匹が北にある特別な出産洞窟に向かっており、そこで彼らは若い子供を産むでしょう。コウモリは旅を維持するために必要なすべての蜜を得て、その代わりにサボテンを受粉します。このコウモリの年間移動は、夜に咲くサボテンの開花と正確に一致しているので、コウモリは蜜の回廊に沿って飛ぶことができます。
そしてそうすることで、それ以外の時には不可能な砂漠の一部を横断することができます。
コウモリが子供たちと戻ってくる頃には、サボテンは再びコウモリに食べ物を提供することができます。今回は彼らの果実です。コウモリは胃の中に果実とその中に含まれる種子を運び、やがて回廊の下流でそれらの種子を肥料の小さなパケットとともに堆積します。したがって回廊は自己永続的です。コウモリは事実上サボテンの農家です。
おそらくこれらの夜に咲くサボテンについての最も非凡なことは、花が開いてからわずか数時間後に閉じ始めることです。
太陽が現れる頃には、彼らはすでにしおれて死んでいます。これは彼らの生存戦略の一部です。閉じた花びらは新しく受粉した種子の周りに保護シールドを形成し、重要な水分を内側に閉じ込めます。
新しい日の光は乾燥地帯の植物の奇妙な性質を明らかにします。
これらは確かに最も風変わりな見た目の種の一部であり、その奇妙な形はこれらの植物が直面する過酷な条件への直接的な反応です。これらの植物は必要な光を集めるために焼けるような太陽の下に留まる必要がありますが、水分も保持する必要があります。多くはそれを行うために、緑の茎または蝋状の葉をリザーバーに変えています。
メキシコからのこの非凡なサボテンは厚い白い毛で覆われています。それは「老人」と呼ばれています。この毛は日陰を提供するだけでなく、茎の表面周辺の空気の循環を制限し、それにより水分損失を減らします。
さらに暑く乾燥した気候では、一部の植物は太陽を完全に避けます。これはフェネストラリア、窓植物です。それはカラハリ砂漠に生息し、その体のほとんどが土の下に埋まっています。葉の平らにされた先端だけが露出しています。各々は小さなレンズを含み、それは日光を垂直の葉を通して、その緑の光合成細胞に伝達します。
非常に暑く乾燥した条件で生活する砂漠植物の一部は、さらに過激な措置を講じます。葉は非常に薄く、大きな表面積を持っているので、熱の中で多くの水分を失います。そして多くの砂漠植物はそれらを完全に排除しました。代わりに貴重な緑色の色素が茎に発達し、砂漠の茎はしばしば非常に厚く膨らみ、それにより植物が水を貯蔵することができます。それだけでなく、一部の砂漠植物はこれらの茎に襞を持っています。突然の雨嵐があるとそれらの嵐は利用可能なすべての水分を吸い上げて拡張し、それを保持することができます。
これらの種の一部の茎は膨らんでほぼ球状になるほど膨れ上がります。
球体は任意の体積に対して最小限の表面積を持ち、それにより植物ができるだけ多くの水を保持することができます。これはチリ北部のコピアポアで、そこでは全く雨が降りません。しかし実際には雨は必要ありません。顕微鏡の下では理由が分かります。朝露が凝縮する何千もの小さなギザギザの構造があり、植物がそれを集めることができます。
しかし最終的にはこの植物です。それはアルゼンチンのブラーストフィリアで、これらの淡い色の小石の間に隠れています。これは何ヶ月もの間、完全な乾燥に耐えることができる唯一の開花植物で、その後雨のシャワーまたは少量の水があれば命を吹き返し、小さな花を咲かせます。
適切な条件を待つこの能力は、乾燥地帯の多くの植物が生き残ることを可能にする切り札です。多くの砂漠では、植物は時には何年もの干ばつに耐えなければなりません。彼らは代謝を遅くして事実上の休眠状態に入ることでそれを行います。しかし雨が最終的に到来すると、これらのような植物は突然命を吹き返します。乾燥した組織はスポンジのように水を吸収し、一度膨らむと、彼らはその水分を使って可能な限り急速に成長します。
チワワ砂漠からのこの原始的なシダのような植物はスピケレラ・セラジネラです。それはまた、死から戻ってくる能力から「復活植物」とも呼ばれています。雨は、その細胞で複雑な生化学的変化を開始し、代謝を上げて可能な限り急速に成長することを可能にします。
しかし砂漠での雨の最も壮観な結果は色の爆発です。
砂漠の花は世界のどこにある花よりもカラフルです。彼らは砂漠が再び乾燥する前に急速に受粉者を引き寄せる必要があります。
しかし土壌中の水分は到着したのとほぼ同じ速さで蒸発する可能性があり、短い咲き誇りの後、彼らは死にます。
砂漠の植物は条件が適切な場合にのみ成長することができ、それは一年の中でほんの短い期間かもしれません。したがって多くの砂漠植物は完全なサイズに達するのに長い時間がかかります。例えばこのアガベは40年以上経っていますが、その間に食物を製造し、大きな太い葉に水を集め貯蔵しました。しかしまだ成熟していません。こちらはすでに成熟しています。このアガベは葉から水と食物を引き出し始めました。それで今、葉はしわになり始めて萎れています。そしてそれはその食物を使って中心から成長するこの巨大な柱状の茎の成長に燃料を供給し、それは花を運びます。それは驚くべき速さで最終的な高さに達します。毎日1/4メートルずつ成長することができます。それはここキューのガラスハウスで屋根からガラス板を取り外す必要があるほどの高さに達します。
この咲くこと少ない性質がアガベの種にセンチュリープラントというニックネームを与えました。では、なぜアガベはこの巨大な高い柱を生産するのでしょうか？一部の植物は昆虫に受粉されます。そして昆虫を引き寄せるには匂いを使います。しかしこの植物はハチドリなどの鳥によって受粉されます。そして鳥はほとんど匂いの感覚を持っていません。彼らを引き寄せるには、彼らの非常に鋭い視力を利用する必要があります。非常に明るい花を作り、それらを目立つ高い柱の一番上に置く必要があります。
このような速度で成長することは相当な努力を要します。
アガベにとってそれは命を賭けたことです。その柱を生産する行為はこの植物の人生の最後の行為です。それを行い、受粉された後、それは死にます。
彼らの驚異的な生存戦略のおかげで、砂漠の植物は他の場所では死んでしまうような場所で繁栄することができます。しかしそれは彼らを多くの不要な注目の的にします。
砂漠の植物にとって成功の欠点は、貯蔵する水が多ければ多いほど、喉の渇いた動物がそれを盗もうとする誘惑が強くなることです。したがって砂漠の植物は良い防御を持つ必要があります。彼らが使用する技術は、彼らを餌にしようとする草食動物について何かを教えてくれます。アルゼンチンからのこのエキノカクトゥスは、ラマなどの大型草食動物から身を守るために長く強い棘を発達させます。しかしそのような防御は昆虫やクモが身を守ることができる認定された隠れ場所でもあります。
植物が自分自身を保護できる他の方法があります。これらの石植物がそうしたように、ほぼ見えなくなるように自分自身を偽装することができます。これらは石ではなく、生きている植物だと思うかもしれません。これらはアフリカの砂漠からのリトープスで、その模様は周囲と密接に一致しています。さらに重要なことに、彼らは成長する岩に応じて色が変わります。淡い岩に成長するものと、赤い岩に成長するものがあります。
または、含む水に動物が不味いと感じるかもしれない特に強い化学物質を入れることもできます。これはメキシコのペヨーテ植物で、その樹液は動物を追い払うだけでなく、痛みを抑制する特性を持っています。そのため地元の人々はその目的のためにそれを使用し、また宗教的儀式でも使用します。幻覚作用があるからです。
より寒い地域では、松の木も水を節約する必要があります。冬の間は土壌中の水が凍り、到達不可能になるからです。葉が固く丈夫な針に縮小されているため、葉からはほとんど蒸発しません。彼らはまた不味い化学物質も生産します。松の木の間を歩くときに感じる独特の匂いは、木が生産している揮発性油から来ています。それは防御の一形態です。ほとんどの昆虫はそれに耐えられません。しかし一つは耐えられます。松のアブラムシです。それが攻撃するとき、しかし松の木は第二の防衛線を持っています。彼らは昆虫による切り口から、さらに大量の揮発性油を生産し、それが木の周りの匂いの性質を決定的に変えます。第三の侵入は松から複雑な連鎖反応を引き起こします。アブラムシが噛むたびに、松は傷口から油っぽい蒸気を放出し、それが周囲の空気を満たします。
これは他の枝、さらには他の木からのさらなる揮発物の放出を引き起こします。
効果は倍増し、最終的に全体の森が松の香りのベールに覆われます。
この香りの雲はそれに敏感な捕食的な昆虫を引き寄せます。血の匂いに対するサメのようなものです。
これはテントウムシで、松のアブラムシを捕食します。それは揮発物の跡をたどって侵入を見つけ、そこでは獲物を素早く処理します。
それは相互に有益な取り決めです。テントウムシは簡単な食事を得て、松の木は害虫を取り除きます。
一部の乾燥地帯の植物は油を使用して他の危険から身を守ります。昆虫からではなく、他の植物からです。これはユーカリで、その葉の油で有名です。それはある条件下で木の上に青いもやを形成することができるほどの量でその油を生産します。実際、オーストラリアのニューサウスウェールズのブルーマウンテンズはユーカリの森の上に漂うもやからその名前を得ています。
時々葉が地面に落ちて腐ると、油は土壌に染み出し、根から分泌されるさらなる油によって強化されます。それは抑制剤として作用し、他の植物の種子が近くで成長するのを防ぎ、ユーカリの競争を減らします。
別の種は異なる方法、よりドラマチックな方法で油を使用します。温度が摂氏32度まで上昇すると、地中海からのこのシストゥス植物の葉内の物質が自然に炎を上げることがあります。
炎はシストゥスを灰にし、植物自体は決して回復しませんが、これは悲惨な事故ではありません。シストゥスは燃えるように進化しました。このような驚くべき犠牲は別の種類の生存を確実にします。その子孫の生存です。炎は周囲の地域からすべての他の植物も破壊し、これによりシストゥスはその領域を拡大する機会を得ます。灰の中から、新しい世代のシストゥスがすぐに立ち上がります。シストゥスの種子は炎に耐性のあるカプセルに閉じ込められているため、ダメージを逃れます。さらに煙はその発芽を刺激します。
このような複雑な適応が進化するには何百万年もかかりましたが、今日、乾燥地帯やその他の場所の植物は新たな脅威に直面しています。
熱帯雨林から山脈まで、証拠は世界中の植物が地球の歴史の他のどの時期よりも速く、種類と数において消滅しつつあることを示しています。人間は世界の野生の場所をますます多く占有していますが、人間の介入もまた彼らの未来の生存の鍵となりうるのです。キューガーデンはその努力の最前線にいます。ここのユニークな施設により、科学者たちは種の損失を測定し、絶滅が起こる前にそれを防ぐ方法を見出すことができます。
そしてその戦いにおける重要な資源はこの建物に保管されています。標本室です。
それは保存された乾燥標本のコレクションで、地球上の既知の植物種の90%のサンプルが含まれています。
ここには信じられないことに、キューに送られたすべての標本の記録があります。それは1853年に設立されました。現在スタッフは世界中から毎年送られる約5万の標本を処理しています。約800万の標本があり、世界最大の植物学データのリポジトリであり、地球の植物を救うためのキューの主要な武器です。
この膨大なデータバンクは植物の世界的な健康をモニタリングする上で重要な役割を果たしています。それはキュレーターのデビッド・モレリによって運営されています。
「この標本室の800万の古い標本は実際に時間を通じた地球の植物の記録です。完全に絶滅したものもあり、それらの最も古いものは標本室の標本だけです。例えばこれはオリーブの親戚で、カリフォルニア沖の一つの島でのみ知られていましたが、1873年以来見られていません。本当に、当時でもわずか3つしかなく、今ではそれがすべてです。」
「しかしこれらの標本は識別のために参照されていますよね？」
「はい、これらは標準であり、これらの赤いフォルダーに入っているものは実際に植物の最初の記述が行われた標本、いわゆるタイプ標本です。したがって、これは一種の金の標準であり、誰かが特定の植物名が何を意味するかを本当に知りたい場合は、タイプ標本を参照する必要があります。」
絶滅危惧種を救う道はしばしばここから始まります。例えば、1874年にこの標本がインド洋のロドリゲス島から送られてきました。カフェ・マラウとも呼ばれるコーヒーの一種です。それはここで保存され、ラテン名が付けられ、標本室に置かれました。その約50年後、ロドリゲスの人々はカフェ・マラウが消えたことに気づきました。その後1979年に誰かが植物を見つけ、それがカフェ・マラウかどうか確認するためにここに送られ、この標本と比較され、実際にそうであることが証明されました。その一つの植物から、挿し木が取られ、増殖のためにここキューに送られました。
その一つの挿し木から園芸家は数少ないクローン標本を育てましたが、頻繁に花が咲いても実行可能な種子を生産しませんでした。繁殖する能力がなければ、カフェ・マラウはまだ運命づけられていました。そのため、植物は「リビング・デッド」というニックネームを得ました。それを救出するという気の遠くなるような挑戦は、絶滅危惧種の専門家カルロス・マグダレナによって引き受けられました。
熱と光による数ヶ月の実験の後、彼はついに植物に種子を生産させることに成功しました。しかし発芽したとき、若い植物はカフェ・マラウとは非常に異なる葉を持っていたため、彼は間違いを犯したに違いないと思いました。
「それはかなり異なりますね、カフェ・マラウとは全く異なります。違う色、違う葉の形です。」
「驚きましたか？」
「まあ、以前にそれを見たことがなかったので驚きました。」
この奇妙な植物は標本室のサンプルとは何ら似ていなかったため、最初は誰も同じ種であるかどうかを確信できませんでした。しかし成長するにつれて変化し、最終的には認識可能な成植物に変化しました。
しかしこの劇的な変化の理由は何でしょうか？カフェ・マラウが成熟するにつれて。答えは迷彩です。これはロドリゲス島の最も有名な住民、ジャイアントトータスです。バナナが大好きです。しかしまた緑の葉も好みますが、それらは主食です。そのためこのような生き物が周りを食べ回っている間は、地面近くに成長する植物はほとんど生存のチャンスがありません。そしてそれがカフェ・マラウの謎の真実です。小さいときは非常に薄く、緑でさえない葉を生産します。トータスの視力はあまり良くなく、このような葉にはほとんど気づきません。そのためカフェ・マラウは成長することができます。成長して少し大きくなったとしても、その葉はまだ薄く暗くて目立ちません。カフェ・マラウが本当に高くなってから初めて適切な緑の葉と花を生産しますが、その頃には巨大なトータスの手の届かないところにあります。だからそれがカフェ・マラウの謎の解決策です。植物は[食べられないように]二種類の異なる葉を生産します。
カフェ・マラウの生存はキューで開発されたスキルの賜物ですが、それはほんの一つの種です。究極の目標は、残りのすべての植物種を守ることです。そしてこれらの驚くべき構造物、種子を使用することで、そうする方法があるかもしれません。
3Dの顕微鏡はそれらを200倍まで拡大し、種子の表面がいかに驚くほど複雑であるかを明らかにします。二つとして同じものはありません。これらの画像には人工的な色が付けられていますが、その形の多くは説明を超えています。しかし一部の構造物には明確な機能があります。それらは種子の主な目的の一つである旅行を達成するのを助けます。
多くの種子は動物の運び屋に依存しています。アメリカのスティックシードは通りすがりの動物の毛皮や皮膚にフックや尖った棘で付着します。そのような虎のブラシの驚くべくっつく構造はマジックテープの発明に着想を与えました。一部の種子は栄養価の高い脂肪の小さなパケットを運び、それがアリに巣に持ち帰らせるよう説得します。その種子は脂肪の報酬をアリに明け渡した後、安全に発芽することができます。
ファーンのリビングストンの種子は微小で、何百万個も生産され、埃のように吹き飛ばされます。対照的に、この大きな種子には大きな平らな膜があり、それが翼として機能し、風に乗って母植物から長距離浮くことができます。
イエローペイントブラシのような他の風散布種子は、ハニカム模様を持っています。このような複雑な彫刻により、種子は最も軽い風の流れをつかみ、上昇気流に乗り、母植物から長距離移動することができます。
しかしこれらの画像はまた、種子の外側のカプセルの信じられないほどの強さも明らかにします。この強さはすべての植物の生存の鍵となるかもしれません。なぜなら種子はあらゆる種類の困難に耐えることができるからです。
この植物はピンクッションと呼ばれ、南アフリカで成長し、この個々の標本はある種の奇跡です。1803年、イギリスの軍艦が喜望峰から戻るオランダの商船を捕獲し、船上の貨物の中に種子のパケットを見つけました。イギリスに戻ったとき、種子はかなりの間ロンドン塔に行きましたが、最終的にここキューに辿り着き、そのうちの一つが発芽し、200年後にこの植物を生み出しました。これは助けなしでさえ、種子がどれだけ長く生存できるかを示しています。
この耐久性はキューの最新の画期的なプロジェクトにインスピレーションを与えました。その究極の目標は、地球上の残りのすべての植物種の生存を確保することです。その作業は鋼とコンクリートで覆われた密封された金庫の迷宮の地下深くで行われています。
それはキー・ミレニアムシードバンクと呼ばれています。その内容物は非常に貴重なため、爆弾や飛行機の墜落の衝撃に耐えられるように特別に設計されました。これらの金庫の中には、世界中の植物から集められた種子があります。実際、世界の既知の種の10%がそこに表されています。
シードバンクプロジェクトの中心はこの巨大な冷凍庫で、密封された瓶に入った種子が満載です。内部の条件は長期保存に最適ですが、その仕事は種子の性質そのものによって助けられています。種子は植物が休眠状態を維持し、発芽に適した条件が整うのを待つことができる段階です。各種子の中には食料の保管庫があり、外側には捕食や損傷から守る丈夫な保護殻があります。実際、種子は時には数十年、時には数世紀も生きることができる一種のタイムカプセルです。シードバンクの目的はその期間をできるだけ長く延長することです。そのために彼らは種子を洗浄し、乾燥させ、このような瓶に入れ、そしてここでマイナス20度で保管します。これらの条件下でどれだけ長く生存するかは誰にもわかりませんが、それは確かに非常に長い間になるでしょう。
新しいサンプルは毎日シードバンクに到着します。
それらはまず主形態学者のウォルフガング・ストゥビー博士によって識別され、顕微鏡で詳細に研究されます。
「イスラエルからの最新の報告によると、ヘロデ大王の宮殿マサダでナツメヤシの種子が発見され、2000年後に発芽したとのことです。それは可能であり、これがミレニアムシードバンクが基づいている原則です。必要であれば種子は数千年生存できるということです。」
ほとんどの種類の種子の寿命は不明ですので、定期的にチェックする必要があります。種子のサンプルは定期的に金庫から取り出され、発芽させられます。
ほとんどが成長すれば、バッチ全体を金庫に残しておくことができます。時にはこれらのアネモネの種子のように、滅菌条件下で発芽しても菌類で窒息してしまうサンプルもあります。
これが起こると、科学者たちはなぜそれが起こるのか、そしてそれが再び起こることを防ぐ方法を見つけなければなりません。
シードバンクプロジェクトはまだ初期段階ですが、時間の余裕がないという証拠があります。すでに野生では絶滅した植物からの種子がここに保存されています。
「問題は、多くの人が理解していないのは、種が絶滅すると、それは私たちにとって永遠に失われるということです。地球の歴史には5回の大量絶滅がありました。各大量絶滅後、生物多様性が絶滅前のレベルに戻るまでに400万年から2000万年かかりました。明らかに私たちは生命が戻るのに400万年待つことはできません。だから私たちがここに種子を保管せず、その植物種が絶滅してしまうと、それは人類にとって永遠に失われることになります。」
幸いにもシードバンクプロジェクトの背後には大きな推進力があります。今後数十年でこれらの棚は容量いっぱいになるでしょう。ここには地球上のすべての植物種の種子を保持するのに十分なスペースがあります。
しかしこの場所は最終的な終末に対する保険証券だけではありません。これは今でも非常に価値があります。なぜなら植物が絶滅の瀬戸際にあることを発見するたびに、私たちはここから種子でその数を増やすことができ、そのため地球上のどの植物種も絶滅する必要がないことを保証できるからです。
地球上には推定40万の異なる植物種があります。私たちは各々の生活をすべて理解することはできませんが、ここ王立植物園キューガーデン、科学的植物学の発祥地の一つで、私たちは彼らの驚くべき世界を垣間見始めています。
キューガーデンはまだ植物学研究の最前線にあり、私たちが植物を理解するだけでなく、それらをすべての驚くべき多様性で保護するのを手助けしています。そしてここでは、すべての生息地と環境の植物が、どのように動物や菌類と密接に関連しているかを見ることができます。植物は世界に美しさの多くを与えるだけでなく、実際には地球上のすべての生命の基盤です。
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