種を吐き出さないように、果物は一生懸命働いてくれます！

夏は果物を食べる季節です。果物を食べるときに、誰もがこのような経験をしたことがあると思います。新鮮で柔らかい果肉のおかげで、私たちはとてもスムーズに食べられますが、排泄の際には、食べているときには気にしていなかった種子も排泄されていて、粒はいっぱいで無傷のままであることが分かります。特にドラゴンフルーツのような果物を食べると、私たちは今でも先祖と同じように無意識のうちに果物の中で種子を散布する役割を果たしていることに気づくでしょう。

実のところ、それは何も恥ずかしいことではありません。先史時代の人類が、果物の種子が人間の糞便の中で発芽し、成長することを発見し、それが果物を栽培するきっかけになったと信じている人もいます。植物もまた、その種子が動物の排泄物を通じて広がり、より広い範囲に根を張り、発芽することを期待しています。植物は目標を達成するために知恵を絞らなければなりません。

果物を食べるのが好きでない霊長類はいるでしょうか?

画像出典: https://www.futurity.org/primates-brains-diet-1387552-2/

パート1

果物の本当の目的はあなたのうんちの中に隠されています

では、なぜ植物は糞便を通して種子を広めることを好むのでしょうか?

まず、動物の体内で消化が続くことで、種子は母植物から離れた場所で動物によって潜在的に拡散され、すべての種子が同じ場所に落ちることで生じる強い競争圧力を回避できます。

同時に、糞便とともに排泄された種子も良好な発芽条件を得ます。糞便中の水分と未消化の栄養素は、種子の発芽に必要な最初の力を与えます。糞便で発芽することの、あなたが考えもしなかったかもしれないもう一つの利点は、糞便の中に隠れた発芽により、種子が散布後に捕食されるのを回避できるということです。結局のところ、糞の山の中で宝物を掘り出す人がいるでしょうか?

もちろん、私たちは食べるときにまだ種子の一部を吐き出しますが、これは家畜化によって果肉と種子が一緒に膨らみ、隠れた種子が見えるようになったことが一因です。その理由の一つは、私たちが栽培化した果物の一部を散布する主体が、私たちのような霊長類ではなく、より大きな動物だからである。彼らにとって、この大きさの果実は種を吐き出す必要がありません。たとえば、リンゴの種子を最初に散布したのは、人間よりも大きな絶滅した巨大動物だったはずです。彼らは、私たちがリンゴを食べるときのように、芯を吐き出さなかったのです。しかし、これらの大型動物が絶滅すると、人間がそれらを食べなければ、その果実は散布者がいないために基本的に母植物の周りで腐ってしまいます。

熟した後に野生で腐っていくリンゴ 画像出典：参考文献[2]

さらに、植物が果肉を進化させる目的は、果肉に包まれた種子を動物の体からそのまま排泄できるようにすることです。私たちが食べる果物の果肉が植物の発達のどの段階に由来するかに関係なく、それは種子植物の中で数え切れないほど進化してきました。本質的には、動物を誘引して食べさせ、動​​物の体内で消化させ、そこに含まれる種子（内生種子）を長距離にわたって散布できるようにするために進化してきました。動物が肉を食べるときに種子が口の中にこっそりと入ることができるように、肉は自身の種子の拡散を完了するためのさまざまな微妙な適応特性を進化させてきました。

トマトの仲間の野生果実がカメに摂取されて（a）、排泄されて（e）、苗が成長するまでの拡散過程

画像出典：参考文献[1]

パート2

最初のステップは、種を吐き出さないようにすることです

果肉は、種子を撒き散らすために動物を引き寄せる「餌」ですが、動物が果肉を食べて種子を捨ててしまうと、植物が果肉を進化させた目的に反することになります。動物に果実を持ち去られないようにするために、植物は果肉と種子を分離できないように包装して販売するさまざまな戦略をとっています。

果実の種子の多くは果肉の中に埋め込まれている

画像出典: https://natashaskitchen.com/fruit-salad-recipe-with-orange-poppy-seed-syrup/

動物が種子を吐き出すのを防ぐために、多くの植物は果肉の中にたくさんの小さな種子を詰め込んでいます。ドラゴンフルーツやトマトなどがその代表例です。果肉の中には無数の小さな種子が包まれています。動物が果肉を食べるとき、食べる果肉の一口ごとに種子が含まれています。

動物が口の中で噛みすぎると、果肉とともに種子も死んでしまう可能性があります。多くの植物の果実は、動物に種子を噛まないように注意を促すさまざまな戦略を進化させてきました。例えば、種子に苦味毒素が含まれていれば、種子が損傷したときに動物の口は苦味を感じ、それ以上過剰に噛むのを防ぐことができます。果物を食べているときに誤って種を噛んでしまうと、口の中の果物の甘さが急に薄れてしまうことに気づくかもしれません。

例えば、ゴーヤの赤い果肉は甘いですが、種は非常に苦いです。画像出典: DHGate.com

もちろん、果肉に含まれる種子には、動物の口の中で死なないようにするための工夫がいくつも施されています。果物を食べるときにも、このような経験をするかもしれません。トマト、ドラゴンフルーツ、パッションフルーツなど、一部の果物の種子は非常に滑りやすいです。たとえ意図的に種子を潰そうとしても、種子は唇と歯の間から滑り落ちてしまいます。よく観察すると、種子が粘液の層で覆われているため、歯を開いたり閉じたりすると種子が歯の隙間をすり抜けることができることがわかります。

粘り気のある果肉に種子が包まれたパッションフルーツ。画像ソース: Stock Images

種子散布の観点から見ても、熟した果肉は非常にジューシーで柔らかくなり、それ自体が体内での種子散布への適応です。果肉の変化は一連のプロセスを経ます。果実は熟すと、貯蔵されている物質を加水分解し、可溶性の糖に変換します。同時に、果肉の細胞壁に含まれるペクチンが溶解し、果肉が柔らかくなり、私たちが食べる柔らかくて甘い果肉が生まれます。

この特性は、本来は動物をエネルギーで分散させるように誘引するためのものですが、動物内部の分散に対する強い適応として理解することもできます。噛まなくても消化できる果肉は、それに包まれた種子が動物の口と消化管を安全に通過するのを助けることができます。さらに、急速な消化により種子が速やかに排泄され、繁殖プロセスが完了する可能性もあります。

パート3

2番目のステップは、消化管をスムーズに通過することです

口を通過した後、これらの種子は散布プロセスの第一段階を完了しただけです。次に、動物の消化管を通る旅を無事に完了しなければなりません。動物の強い胃や腸で破壊されないように、これらの種子のほとんどは非常に硬い外果皮を持っています。これらの木質、角質化、さらにはワックス状の外果皮は、動物が体内で種子を潰すのを防ぐために、あらゆる方向に種子をしっかりと包みます。場合によっては、種子を消化管を通過させるこの戦略は非常に効果的であるため、動物の体内になかった種子は発芽できないことがあります。もともと動物によって広がった果物の多くは、広がった動物が絶滅したり、生育地域に存在しなくなったりすると、その果物の種子はよく成長しますが、動物の消化管によって種子の皮が摩耗するプロセスがないため、種子は発芽できません。

もちろん、種子の形も非常に重要です。水に浸して食べると、種が喉に詰まることがほとんどないように感じます。消化管に非常にスムーズに入り込みます。これは、多くの種子が平らなデザインをしており、その一部は飲み込んだ錠剤に似ているためです。この平らな種子は飲み込みやすいです。同時に、胃腸内では、平らになった種子は胃腸の消化筋による粉砕に耐えることができます。もちろん、動物の肛門から排泄されることも容易です。

多くのメロンの種子は硬くて平らな種皮を持っています。

画像出典: https://www.femina.in/wellness/diet/benefits-of-watermelon-seeds-149318.html

この時点で、果実の中の種子は拡散するという使命を終えています。

パート4

最後にイースターエッグがあります

体内で広がる果物のほとんどにとって、排泄されることでその広がりの全過程は終わります。種子は糞便とともに地面に排泄され、その後発芽し、次の世代の個体群更新が始まります。

しかし、寄生性のヤドリギ植物の場合、種子は決まった場所、つまり木に排泄されなければならないため、種子散布の最終段階に多大な労力を費やします。鳥たちは果実を飲み込んだ後、種子に消化できない粘液が含まれており、それが排泄された後に尻に付着することを発見した。そのため、鳥たちは木の幹の上を転がり回り、お尻で木に種を塗りつけなければなりませんでした。こうしてヤドリギの種は木の幹に付着し、木の上に直接生息し始めることができました。

ヤドリギの種子は排出され、枝に付着して発芽します。画像出典：参考文献[3]

私たちが食べる果物は、何千万年もの間人類によって栽培化され、エネルギーと美味しさを得るための基準にますます合致していますが、今日でも、いくつかの果物を食べると、予期せずその果物に秘められた原始的な力に遭遇します。人間が果物の種を排泄するのは自然なことです。なぜなら、人類の文明が高度に発達した時代においても、私たちが果物を食べて木から果物を採る霊長類の近縁種であることを思い出させてくれるからです。私たちは依然として自然の一部です。

参考文献:

[1] ファルク・n・ウィルフレド。カメ類による種子散布：個体から集団へ。ディス。チューリッヒ大学、2018年。

[2] シュペングラー、ロバート・ニコラス。 「リンゴの起源：リンゴ科およびバラ科の樹木の栽培化における大型動物相の共生の役割」植物科学のフロンティア10（2019）：617。

[3] イルズ、デイヴィッド。 「動物による植物の散布」すべての肉は草である。 Springer、ドルドレヒト、2010 年、199-214。

制作：中国科学普及協会

著者: 廖新鋒 (中国科学院昆明植物研究所)

プロデューサー: 中国科学博覧会

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。