客观日本

【先驱科研人】探寻不进行光合作用的菌异养植物之谜

2023年06月23日 科学家访谈
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末次 健司
神戸大学研究生院理学研究科生物学专业 教授(卓越教授)
出生于奈良县,2014年京都大学研究生院人间环境研究科相关环境学专业博士毕业(获得人类与环境学博士学位)。曾任京都大学白眉中心特定助教、神戸大学研究生院理学研究科生物学专业生物多样性讲座特命讲师等,2022年起任现职。2021年起当选先驱科研人。

Q1. 是什么促使您从事生物学研究的?
A1. 在春日山观察植物和昆虫
  看到不可思议的“欺骗与攻防”

我从记事起就喜欢生物,常在家附近的春日山原始山林里观察过多种多样的植物与昆虫。每天回家后就埋头于阅读生物图鉴,自然而然地就认为自己将来要当一名生物学者。

由于在大学时代研究了寄生植物,所以我对动植物之间的寄生和共生关系产生了浓厚的兴趣。尤其是在进化过程中放弃了光合作用的菌异养植物“球果假沙晶兰”更是神秘的存在。菌异养植物“欺骗”菌类,从菌那里单方面夺取氮、糖等营养物质,但却不会给菌类提供任何东西。通常的植物如果从对方那里获得的利益较少,就会减少供给的利益。但为什么菌类会容忍这种榨取呢?这一现象非常不可思议。为了查明这种“欺骗与攻防”的机制,我正在从形态学、生态学、遗传学分析等多个角度进行研究。

Q2. 有哪些特别难忘的成果?
A2. 发现了曾被认为已经灭绝的“仙女灯笼”
  得到了全国各地合作者的支援

最近特别难忘的成就是发现了沙晶兰的新品种,而我就是因为沙晶兰而开始关注不进行光合作用的植物的神奇之处的。印象尤其深刻的成果是2018年重新发现了被誉为菌异养植物新品种的“Thismia kobensis”(神户水玉杯)。而在此之前,这个被称为“仙女灯笼”的植物,全世界只有1992年在神户采集到的一株缺少了部分花朵的一个标本,被收藏于博物馆中。

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“神户水玉杯”。被宣告灭绝30多年后,在兵库县的森林中被重新发现。

最初的采集地因为人为开发而消失,神户水玉杯也被认为已经灭绝。正因为如此,2021年偶然遇到野生的这种美丽植物时,那份惊讶和感动至今仍令人难忘。国内外的媒体和普通民众也反响极大,所以我对阐明被谜团重重包裹的水玉杯属等不进行光合作用的植物的实态的热情也越来越高。

然而,很多不进行光合作用的植物都寄生在与活体植物共生的菌类上,这种寄生植物的人工栽培极其困难。当然,能够在实验室环境下研究寄生植物是一个很大的优势,所以我们花力气构建了寄生植物的栽培体系,但是还是有很多东西只能在野外才能明白。这就是要实地考察的重要原因。现在我很难像大学时期那样经常去野外,但多亏了分布在全国各地的合作者,他们的支援让我能高效地进行研究。作为回馈社会的一部分,我还致力于保护濒危植物和自然环境。

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20年后重新发现的沙晶兰新品种。因在雾岛首次发现,所以被命名为“雾岛沙晶兰”。

Q3. 请对有志成为研究人员的年轻人说句话
A3. 培养自己看事物的“眼睛”
  要有独特的视角和持续的热情

近年来,高中生也有越来越多的机会进行专门调查和实验,研究可以在进入大学进行,所以我希望大家首先要培养自己看事物的“眼睛”。特别是以自然界为对象的研究中,持续深入的观察非常重要,由此催生重大发现的事例有很多。如果坚定而彻底地追求自己感兴趣的东西,就一定会发现有趣的东西和产生新的疑问。希望大家能把自己独特的视角和持续的热情带到日常的研究活动中。(TEXT:横井Manami)

原文:JSTnews 2023年6月号
翻译:JST客观日本编辑部

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