客觀日本

【先驅科研人】探尋不進行光合作用的菌異營植物之謎

2023年06月23日 科學家訪談
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末次 健司
神戸大學研究生院理學研究科生物學專業 教授(卓越教授)
出生於奈良縣,2014年京都大學研究生院人間環境研究科相關環境學專業博士畢業(獲得人類與環境學博士學位)。曾任京都大學白眉中心特定助教、神戸大學研究生院理學研究科生物學專業生物多樣性講座特命講師等,2022年起任現職。2021年起當選先驅科研人。

Q1. 是什麼促使您從事生物學研究的?
A1. 在春日山觀察植物和昆蟲
  看到不可思議的「欺騙與攻防」

我從記事起就喜歡生物,常在家附近的春日山原始山林裏觀察過多種多樣的植物與昆蟲。每天回家後就埋頭於閱讀生物圖鑑,自然而然地就認爲自己將來要當一名生物學者。

由於在大學時代研究了寄生植物,所以我對動植物之間的寄生和伴侶關係產生了濃厚的興趣。尤其是在演化程序中放棄了光合作用的菌異營植物「毬果假砂晶蘭」更是神祕的存在。菌異營植物「欺騙」菌類,從菌那裏單方面奪取氮、糖等營養物質,但卻不會給菌類提供任何東西。通常的植物如果從對方那裏獲得的利益較少,就會減量供給的利益。但爲什麼菌類會容忍這種榨取呢?這一現象非常不可思議。爲了查明這種「欺騙與攻防」的機制,我正在從形態學、生態學、遺傳學分析等多個角度進行研究。

Q2. 有哪些特別難忘的成果?
A2. 發現了曾被認爲已經滅絕的「仙女燈籠」
  得到了全國各地合作者的支援

最近特別難忘的成就是發現了砂晶蘭的新品種,而我就是因爲砂晶蘭而開始關注不進行光合作用的植物的神奇之處的。印象尤其深刻的成果是2018年重新發現了被譽爲菌異營植物新品種的「Thismia kobensis」(神戶水玉杯)。而在此之前,這個被稱爲「仙女燈籠」的植物,全世界只有1992年在神戶採集到的一株缺少了部分花朵的一個標本,被收藏於博物館中。

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「神戶水玉杯」。被宣告滅絕30多年後,在兵庫縣的森林中被重新發現。

最初的採集地因爲人爲開發而消失,神戶水玉杯也被認爲已經滅絕。正因爲如此,2021年偶然遇到野生的這種美麗植物時,那份驚訝和感動至今仍令人難忘。國内外的媒體和普通民衆也反響極大,所以我對闡明被謎團重重包裹的水玉杯屬等不進行光合作用的植物的實態的熱情也越來越高。

然而,很多不進行光合作用的植物都寄生在與活體植物共生的菌類上,這種寄生植物的人工栽培極其困難。當然,能夠在實驗室環境下研究寄生植物是一個很大的優勢,所以我們花力氣構建了寄生植物的栽培階層,但是還是有很多東西只能在野外才能明白。這就是要實地考察的重要終極因數。現在我很難像大學時期那樣經常去野外,但多虧了分佈在全國各地的合作者,他們的支援讓我能高效地進行研究。作爲反饋社會的一部分,我還致力於保存瀕危植物和自然環境。

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20年後重新發現的砂晶蘭新品種。因在霧島首次發現,所以被命名爲「霧島砂晶蘭」。

Q3. 請對有志成爲研究人員的年輕人說句話
A3. 培養自己看事物的「眼睛」
  要有獨特的視角和持續的熱情

近年來,高中生也有越來越多的機會進行專門調查和實驗,研究可以在進入大學進行,所以我希望大家首先要培養自己看事物的「眼睛」。特別是以自然界爲物件的研究中,持續深入的觀察非常重要,由此催生重大發現的事例有很多。如果堅定而徹底地追求自己感興趣的東西,就一定會發現有趣的東西和產生新的疑問。希望大家能把自己獨特的視角和持續的熱情帶到日常的研究活動中。(TEXT:橫井Manami)

原文:JSTnews 2023年6月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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