都市化の進化的インパクトはどれくらい大きいのか?~北海道4都市のシロツメクサで、地域の気候差に匹敵する影響を定量化~

2026-06-16 北海道大学

北海道大学の研究グループは、都市化が植物の進化に与える影響を定量的に評価し、その大きさが地域的な気候差に匹敵することを明らかにした。研究では、函館、札幌、旭川、釧路の4都市に生育する約5,500株のシロツメクサを調査し、植食者への防御機能を担うシアン化水素(HCN)の生産能力と、それに関与するAc遺伝子クラスターおよびLi遺伝子の頻度を解析した。さらに、舗装面の割合など都市化に伴う環境要因と、気温や積雪量、緯度・経度に対応する地域的な気候要因を統合的に評価した。その結果、地域的な気候差が防御形質の進化に強く影響する一方で、都市化による環境変化も同程度に重要な進化要因であることが判明した。特にHCN生産に必要なAc遺伝子クラスターの頻度は、地域的な気候要因だけでなく、人工的環境の割合とも強く関連していた。4都市間の平均気温差は将来予測される地球温暖化の規模に相当しており、本研究は都市を環境変動の先行モデルとして活用できる可能性を示した。都市で進行する進化の理解は、生物が今後の気候変動にどのように適応するかを予測する重要な手がかりになると期待される。

都市化の進化的インパクトはどれくらい大きいのか?~北海道4都市のシロツメクサで、地域の気候差に匹敵する影響を定量化~
都市化の進化的インパクトは地域の気候差と比べても大きな効果をもつ。写真は、北海道百年記念塔前に繁茂する、本研究の対象であるシロツメクサ(撮影:内海教授)

<関連情報>

都市化はシロツメクサの進化を駆動する要因として地域的な気候差に匹敵する Urbanization rivals regional climate as an evolutionary driver of white clover

Tomoki Ishiguro & Shunsuke Utsumi
Oecologia  Published:31 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1007/s00442-026-05913-6

Abstract

Urbanization and climate change are globally progressing, driving evolution in many species. However, their relative importance as drivers of evolution remains poorly understood because they are typically studied separately and lacking quantitative comparison of their effects. Here, we focused on the evolution of hydrogen cyanide (HCN) production and its components (cyanogenic glycosides and the hydrolytic enzyme) in white clover (Trifolium repens L.). To elucidate the relative effects of micro- and macro-scale environmental changes (i.e., urbanization-induced environmental change within a city, and regional environmental change such as climates, respectively) on evolution, we collected 5589 white clover plants from 234 populations in four cities with different climate conditions. We examined the effects of micro-scale environmental factors such as sky openness and impervious surface cover, as well as the effects of macro-scale environmental factors such as longitude and latitude, along with herbivory pressure, on the spatial variation in the frequency of plants producing HCN and its components. We found that both micro- and macro-scale environmental changes affected the frequency of plants producing HCN and cyanogenic glycosides. Specifically, HCN frequency increased with higher temperatures at both micro- and macro-scale, while cyanogenic glycoside frequency decreased with higher impervious surface cover. Furthermore, micro-scale environmental change contributes with an effect size comparable to that of macro-scale environmental change. This study demonstrates that the evolutionary effects of micro-scale environmental change can scale to macro-scale environmental change, highlighting that a city can serve as a proxy for anticipating biological responses to future climate change.

1903自然環境保全
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