Competition / colonization trade off in the invasive annual grass Aegilops tauschii based on seed position effects

椅子取りゲームのハイステークスな場面を想像してみてください。ただし、椅子の代わりに、報酬は日光、水、そして畑の中の栄養分です。これが植物生態学の世界であり、そこでは異なる種が生存をかけて絶えず戦っています。このアリーナでは、2つの大きな概念がゲームを支配しています。それは「競争」と「定着」です。競争とは、今この瞬間に最大の、最強のプレイヤーになろうとする激しい争いであり、隣人が成長できないようにすべての資源を独占することです。一方、定着とは、大量の種子を生産したり、トリッキーな場所で生き残る方法を見つけたりすることによって、新しい領域へと広がり、新たな土地を主張する能力のことです。通常、自然界は植物に対して、混み合った部屋でのタフなファイターになるか、あるいは新しい土地の素早い探索者になるか、どちらか一方の道を選ばせるように見えます。しかし、もし単一の植物がその両方をこなせるとしたらどうでしょう？ それこそが、特に私たちの食料作物に侵入している外来雑草に関して、科学者たちが解明しようとしている謎です。もしある雑草が、チャンピオン級のファイターであり、かつマスター・コロナイザー（定着の達人）でもあるならば、それは小麦を育てようとする農家にとって悪夢となります。

ここに、世界中の小麦畑に侵入した、ずる賢い一年生グラスであるAegilops tauschiiが登場します。これは少し厄介な存在で、小麦（Triticum aestivum）から資源を盗み、収穫量を減少させます。長年、科学者たちはこれら2つの植物が互いに戦っていることを知っていましたが、ある重要な詳細を見落としていました。それは、「種子が親植物のどこに位置しているか」が重要であるということです。複合穂（花の集まり）を、多層建てのアパートメントのように考えてみてください。種子はすべて平等に生まれるわけではありません。あるものは最上階に、あるものは中層階に、そしてあるものは地上階に住んでいます。この論文は、遊び心がありつつも真剣な問いを投げかけています。「種子の『住所』は、その植物の成長の良さや、戦いの激しさを変えるのだろうか？」

研究者たちは、植物学的な対決の場を設定しました。彼らはAegilopsの穂の異なる3箇所から種子を取り、さらにそれらの種子内の2つまたは3箇所の位置から採取し、それらを単独で、あるいは小麦と様々な比率で混ぜて植えました。彼らは植物の成長を見守り、草丈、分げつ（枝分かれ）の数、そして種子の数と種子重量を測定しました。また、誰が綱引きで勝っているのかを知るために、「競争強度」のスコアも算出しました。

以下が彼らの発見です。「住所」がゲームを変えることは事実でした。Aegilopsの場合、穂の高い位置にある種子から育った植物は背が高くなりましたが、生産性は低かったのです。つまり、分げつも少なく、種子も少なく、種子の重さも軽かったのです。これは、背が高く派手な植物は、見た目だけで実体が伴わないようなものです。興味深いことに、Aegilopsが背が高くなったとき（高い位置の種子による場合）、小麦の植物は実際には低くなりましたが、小麦はより多くの種子を、より重い種子を生産することができました。小麦は、ライバルが少しばかり「口先だけで実力のない」状態のときに、より良い収穫を絞り出すことができたようです。

しかし、種子がどこから来たとしても、Aegilopsは常に小麦よりも優れたファイターでした。研究によれば、Aegilopsは小麦に対してよりも、同種（種内競争）に対してより攻撃的であり、一方で小麦は他の小麦に対してよりも、Aegivoresに対してより苦戦しました。最も激しい戦いは、数が等しいとき（Aegilopsと小麦の比率が3:3のとき）に起こり、そこではAegilopsが最も強力な競争力を示しました。

しかし、なぜこの雑草が打ち負かすのがこれほど難しいのかを説明する、驚きの展開があります。穂における種子の位置が上がるにつれて、植物の競争能力（戦う強さ）は実際に低下しましたが、新しい場所へ定着する能力は上昇しました。論文は一つの「トレードオフ」を示唆しています。広がる能力が高く、新しい住処を見つけるのが得意な種子は、戦う力がわずかに弱い種子でもあるのです。このトレードオフは、多様な環境における種の適応に有益です。タフなファイターである種子と、優れた探索者である種子の両方を持つことで、Aegilopsはほぼあらゆる環境に適応できるのです。それは、スポーツチームがヘビー級のボクサーとスピードのあるスプリンターの両方を持っているようなものです。状況に応じて、チームはどちらの方法でも勝利します。このバランスによって、この侵入性グラスは多様なフィールドで生き残り、繁栄することができ、小麦農家にとって永続的な課題となっているのです。