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自 然 誌 と 分 類

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The Japanese Society for Plant Systematics

NII-Electronic Library Service

The  Japanese  Sooiety  for  Plant  Systematios

ISSN OOOI;−6799 植物分類 地 理

50

(1)101−

138

(1999)

ラ属

自 然 誌 と 分 類

高宮正 之

860−8555熊 本 県 熊 本 市 黒 髪2−391熊 本 大 学学 部 環 境学 科

MASAYUKI  TAKAMIYA Natural history and  taxonomy  of lsoetesIsoetaceae.− Acta Phytotax. Gθo50ω 101−13

Depa tnzent of Environmental Scince Faculqf Science, Kuma o Univers Kurok i 2・

39−1Ksnamoto  8608555 Japan

Abstract. On the bass of a review  of earlier studies  incluHng tbose of the author our current knowledge on  morphology palynology reproduction  mode cytology  and  metabolism  of the genussoe (IsoetaceaePtehdophyta were  summarized Morphological and  anatomical

features of corms roots leaves sporangia megaand  microspores  and  spore  germination as

well  as their taxonomcal values were  discussed. All chromosomal  data avalable throughout the

world  show  the presence of a pGlyploid series  from 2(2n22)to 12x2n=132)and eight  species

to have intrasp  ifc polyploidies. Out of 81 taxa whose  chK 1nosome  numbers  were  reported27

are diploids,30 tetraploids and  l3 natural  hybrids. Isoetesus shows  a reticulate  evolution through  hybridization and poyploidization, A variety  of reproduction  mode  i,e sexual

apomictic  and  vegetative  reproduction  was  explained A diagllostic key to Japanese taxa

comprising  four species one hybridsoetes ×michinokuan の, and two varieties  was  also provided, and in addition phylogenetic relationships among  them was discussed.

Key words anatomy chromosome  number hybrid, lsoetes, morphology polyl10idy,    reproduction spore taxonomy

Reeeived Februay 12 ,1999accepted faY 10, ig99

 ミ ズ 属 (Soetes 

L

.)は 変 わ た形 態 を も シダ植物である 植物体比較的 小さ く, 極度さ れ た,束を も ち単 子葉植物 く似 る (図1

類 似 Linnaeus1751)す らだ ま さ れて, ,雌雄

ば か り果 実 種 子 ま記 載 し て しま た、日本名の ミ を 意味

中 国 も水 欧 米 Merllyns Grass や quillwort が 用 ら れる 属 名 Isoetesは ISOギ リ シ iSOS由 来意 味 ) etOS (年 )常 緑 植 物 を意 味 し

多く場 合 常 緑 多年草ある

 現在で は ほ と ん ど有用 性

で は飢 饉 時食 用 さ れて い 記 録 も ある (May ,1978 植 物 体 多量の で ぷ ん 油 脂 が 含 ま れて 。野鳥, は ア

ヒ ル 牛な ど家 畜類も生草とし 可能性 も考 えら れ た (Pfeiffer 1922

脾 臓や肝 臓治療薬 と ら れ た記録も あ る May ,1978 観 賞 用 水 草 水 槽栽培さ れ

 

現 在ミ ズ に は

150

種 以 上 が ある と考え られ て る が ,種数 1Linnaeus , 1754,49(Baker,1887),62 (Sadebeck ,1902),64(Pfeiffer,1922),100(Reed,1953130Jerrny

N工 工Eleotronio  Library  

(2)

102 Acta Phytotax. Geobot. Vol.50 1990),150(Taylor and  Hickey,1992と年 増加し て に は400 種以 上 と考 え立場

もあ (Srivastava et at.,

1993

ア メ リ カ

ジ ア オー ラ リ アど 汎 世界 的分布して るが 集 団立 し て

た め固有種 リ カ

ド, 南ア メ リ は 類 似 性 と か ら 属 を ナ大 陸 起 源る 立 (Marsden ,1976a

Taylor and Hickey 1992 湿 湖沼,ある 流水生 育

は水抽水また は沈水植物あ る (図

1

しか し,年 間 ど こ か に乾期る よう な 環適 応 した 種 も あ り 乾季に葉れ て塊茎と し眠 す 系統, 白

に水植 物か ら植物適 応 放 散 し後 様 な 地域で 二次的に水生 植 物に逆 戻 り し た とも考ら れ (Hickey,1986aTaylor and  Hickey,1992 )

 

Stytites Amstutz AmstUtz1957Rauh and Falk1959a bと に よ ル の

デ ス の 同一場所 発 見 され た ミ 新属 ,S. andic

1

α

Amstutz

g rαRauh &Falk 2 種か ら な た。し か し研 究者 ら を他 南 米種極端な変異 型 と考え, 属 に 含め て お り(

Kubitzki

 and  

Borchert

,1964 G6mez ,1g80

Hi

key

1984

本 稿 もそ れ に従 唯一 現 生 属

と し て扱 う 汎 世的 な分 布 を す 属 だ で に世 界 的 な ラ フ ィ

な整理 (Baker1887Sadebeck,1902Pfeiffer1922 Reed,1953Fuchs,1962)や 以 各地 域分 類 学 的 報 告米 (Reed1965

BoGm

,1982Taylor et al.,1993a

Musselman  and Knepper,1994)南 米 (Fuchs,1982

Wanntorp

,1970Ha11,1971),

ド (Panigrahi198 1 Srivastava et at.,1993), Marsden,1976bJohnson,1984

Chinnook ,1998), Croft.1980), ラ リ ・東南 ジ ア 国 ・本 (

Marsden

 1979),本(Takamiya  et al1997

 

本稿 れ ま邦 文で ほ とん ど紹 介 さ れ な か 形 態 学

細胞学 生活史等つ い て レ ミ ズ 分 類つ い

形 態

塊茎

 

ミ ズ 立 す構造茎 (corm ば れ 肥 大成長行 う(図

2A

 

D

E) 毎 年 新 組織内側か ら 追 加 され る と に よ 部 分剥 離

(図 3B 通 常 直 径 0 .5 〜数cm だが 日本 ミ ズ ラ で は 8cm に も な るが あ

Makino

,1go4)。上部細 長 叢生し,中 央ぼ ん で り重 な り合 覆 われ た くぼ み底に成 長 点ある (図

2A

3A

多数叢生 し,1条 ま た中 心 り放射状に で3条 浅 く2分 ま た は3分 (まれ 4分 ) (図2A ,3A , B) 塊 茎通 常 分枝し な 稀 に分 枝 す もある。上 述 し Isoetes andicola AmstutzL .D . Gomez ← Stylites andicota数 回分枝見ら れ る

(図2B) 唯一

だ が L tegetiformans Rury よう短 く匍匐して根 茎 状 な る場合 (図 2C)も ある (Rury,1978) 塊 茎 まで に,直 立 し根 茎,茎 ある 上 部葉 が生 じ る と ろ は茎で 下担 根 体な ど,様 記 載 され (Scott and  Hill, 1900Stokey

1909

Lang

,1915West and  Takeda1915武 田1916Osborn 1922Stewart,1947Bhambie

1962Palillo1963 Ogura ,1972) 塊 茎解 剖 学的特徴根 体て の Palillo

(3)

The Japanese Society for Plant Systematics

NII-Electronic Library Service

The  Japanese  Sooiety  for  Plant  Systematios

August l999 高宮 ミ ズ 自然 誌分 類 103

図 1. 生 育 状 況 A. ドキ (lroetes pseudojaponica),葉抽水し て (1993    9月,岡 山 県 )[コBC L 

japonica

た め 干 上 が た 池に 生

   発 見さ れ。陸状 態 だ

年中 沈水 ラ が 生 る こ と は知    ら れ な か C 群 落数 万 個 体か ら構 成さ れて い (1994年 8月 香JII

N工 工Eleotronio  Library  

(4)

104 Acta Phytotax. Geobot. Vol.50

図2.ミ ズ A. Isoetes melanopoda 先 端 部叉 分 岐 す B Stylites現在   lsoetes 1種 塊 茎 が 伸 長 し 分岐両 側か ら 生 じ て C..   tegettfqnnans塊 茎 は根 茎 状に な 不定芽,葉2列生 じ分 岐 D.   (L 

japonica

塊 茎 付 近 E. howelli塊 茎 付 近,鱗 片 葉 を 持 F,ミ ズ ラ (.  

japenica

横 断 面,上 側塊 茎 巾 央部。 a空 隙, ad 不定芽, c 塊 茎 1 r

  s鱗片 葉,st 中心柱示 す A, B Stewart and  Rothwell(1993) を C Rury 1978を, D   West and  Takeda1915 E Taylor et al1993)を F Ogura1972を改 変し た

(t963 1982 Karrfalt and  Eggert (1977a, b,1978 Karrfart1984a b Stewart and  Rothwell

(1993に詳s 今市(1996は イ め た担根体 総 説 し

 

塊 茎比 較 研 究か ら 古 生 物 学 的に は中 生 代 石 炭 紀木 本 性 リボク類 か

1

槓次 縮 小 し草本性の ミ に な とし 日本 語解 説 ば し ば引 用 さ れ て る (岩槻,1977,1988西 田,1977戸 部,1994 しか しな が ら最 初 か ら草 本して存 在 た と見 解 も紹 介 さ れ (加 藤,1997西田,998 近年巾 生 代

ラ属 化石発見さ れ Wang ,1991Retallack 1997縮 小 説塗 り替えら れ

ようと し 関 係 す化 石 種比 較 Pig 1992)や Skog and  Hi1

(1992が総 説

 

塊 茎裂 片 数 はミ ズ 属 分 類指 標 形し て要視さ れ (Braun,1863Baker,

1887Pfeiffer,1922。塊 茎裂 片数に よ ほ ぼ

同 種 内 変 異

(Clute1905Marsden1976bTakainiya et al1997や (図3B個 体 発 生 過 程変 化 Karrfalt

and  Egger1977a)も報 告 さ

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The  Japanese  Sooiety  for  Plant  Systematios

August 

l999

高 宮 ミ ズ 自然誌と分類 105

図 3. 体 制生 活 史 A, C ラ (Lyoe tes J

apon  ica o B, D Eオ オ シ ナ ミ ズ     (Lsinensis yal・. coreana  A .全形 自 く膨れ た とこ ろ は胞子嚢 B.塊 茎 1・.

   ら み た。根全 部 切し て,断面 が え る 矢頭は 塊上 は   塊 茎 が 3分 す る も下 は ま れら れ る4分 し た も 矢 印昨 年組 織 内側か ら肥 大 す    る こ と り剥 離 す C.1  月 下 旬親 植 物根 本見 られ大 胞.  中 央 外 側     葉 が 腐 朽 嚢 か胞子こ ぼ 。肉眼で は見 え 小 胞子も分散し て る と   れ る。D , E.4月親株根本に たさ ん 生 じ た苗 (D 矢 印) E で は丸 く膨ら ん で

   大 胞 子 h側 ADlcm

  E =2 

N工 工Eleotronio  Library  

(6)

106 Acta Phytotax, Geobot , Vol.50

B C

図4・ 模 式 図 解 剖 図 A .メ ミ ズ ・se・s

aitica B − Eミ ズ .   .iaponica A − C 根 を 向

側 か ら A B 小胞予嚢, C 大 胞 子 嚢

  1は小 舌,m 膜 質に な 葉 縁,  s 胞 予 嚢,  se 隔 壁  v 蓋 膜,矢頭D 横 断 面

 

位 置 をし め 5  D E面 と そ拡 大 向輌 1

  ,大 き な4個空 隙 が 維 管束 p 周辺 繊 維 束, stは 中 心 柱 を示 す。 lmm

 

E 中心 樹 寸近拡 大i 柱 空 隙  xy 木 部 ph師部 ケーvO.2mm

 

塊 茎生 し 塊 茎 下 部 多数現叉 分 岐繰 り返 す (図

2A

,3A , B)。 た だし,Isoetes andicot α や L tegetifonnans は分 岐 し な 2B , Cり も長 く 宿 存 し 皮層木化外観褐 色 横断面で は

1

大 き空 隙 あ り(図2F),

断 面は管 見 え (図3B。維 管束な く,空隙 突 出 した 皮層

…部 (図 2F) 木部師部単 尤 型 内 側に師部構造 ラ属 全体均一 り, ボ ク担 根 体

Stigmaria

か ら生じ る棋に極似 す る (Stewart and

Rothwell,1993

 

旋 状 配 列 葉 柄 (図 1 2A  B 3A ) Iseete,s’ tegenfrmans 2に生 じる (図2C) 断面,向軸 側台 形 (図4D)。多

の で は 1 株 か ら200 本近 くが 生 じ る 葉 脚匙状に広 くな り,葉 縁

細胞層 ら な る薄 翼 状 とな (図4A −

C

の 下部は,し ば し ば地 面中にある で ク フ ィ ル を欠 き 白 色通常長さ 2 〜 30cn,幅 1 〜5mm だ がミ ズ

ラ では長さ 1m 幅 lcm に な る も あるの ミ ズ ラ属に保護器官と し鱗 片 葉

scalephyllopodiaら れ る (図 ゴE 鱗 片 葉葉 全 体細胞厚膜化休 眠 期

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The Japanese Society for Plant Systematics

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The  Japanese  Sooiety  for  Plant  Systematios

August 1999 高宮 ミ ズ 然誌と分 類 107

頂 を保 護 す,phyllopodia

厚膜化 一一

,地 中海, 南ア オー ラ リ

南 米 北 米 中 央 部の ミ か らら れて い る (Braun,1864,1868Pfeiffer,1922Duthie,1929aWanntorp,1970 Hickey,1 986a Srivastava

and  Wagai ,1996 Hickey (1986aは こ れ ら保護葉有 無系統重 要 視 日本

は ども な

 

解剖学に はに は な が 4 気道 (lacuna, air chamber (図4D 気 道は ミ ズ 属 植 物 共 有 形 質 と か ミズ ラ属基 本 的水 生 植物 た とれ て (Hickey,1986aTaylor anf Hickey ,1992) 気道浮力を 生 じ る と ともに,水植物通気関 す機能 (Keeley,1982 気 孔

気孔気道 こ ろこ ろ に気道横 切星 状 柔細 胞 隔膜

(transverse septa diaphragm) がある (図4B)。維管束 中央部 1 本通 ど ん

な長 も分岐する こ と は な (図4D解剖 学 的特徴は 生育環 境影響 受 け た め 安 定 した 指 標 形 質 と考え ら れて る (Braun,1863 Pfeiffer,1922Duthie,1929a

Hall,1971Marsden ,1979)

 

気 孔有無分 類と さ れ たり (Pfeiffer 1922Marsden 1979育条件影響さ れ 不安定とさ れた り (Kott and Britton,1985)す 日本 産 ミズ 沈 水 性の ヒ メ ミ ラ に は気孔無 く抽水 性分 類群 と記載さ れ きた (Makino 1904

Braun 1862aWest and  Takeda 1915武田,1916Pfeiffer,1922Palmer,1927L6ve ,1962

DeVol ,1972Marsden ,1979中 池,1992)。し か し,栽培品各研究機関標 本観察か ら

ミ ズ ラ に も葉先 端 部に気 孔 が 僅 か な が ら ある と が 判 明した (Takamiya et al., 1997 日本 産 ラ属で は,気孔部 13 に多 数存在す 後述 する よ

に水 性 ミ ズ CAM 代謝

と がら れ る の で 本 属気 孔

機能 面か ら検 討 す必 要 が あ

 

に は 表 皮 細 胞 下部膜 細か ら な る器械組織繊維束

(peripheral fibre strandsら れ る と が (図4D 周 辺 繊 維 束 位 置指 標 形 質れ た り (Braun,1863Pfeiffer,

1922

Duthie

,1929aparker, lg43Wanntorp,1970

Marsden ,1979),否定的 りす (West and Takeda

1915

武 田1916Hall

1971

Kottamd

Britton,1985 日本 産の ミ ヒ メ ミ ラ に は無 く, 分類で は向 軸 側 3箇 所,背 軸 側 1 箇 所規 則 的に観 察 さ れる (Takamiya et at 1997 ラ で

6 箇 所 (左 右側方 1 箇所 ず )見ら れ る とも知ら れ る が (WestandTakeda,1915

武田,1916),我々 の観察で は 6 箇所 周 辺 繊 維 束 強 化か ら

適 応 考 えら れ が (Hickey,1986a),水れ る 理不 明

 

大 き な

4

気道,維管束 内空 隙 もち (図4E 中 心 柱 内 空 隙 (

intrastelar

canal )と呼ばれ (Han 1971 日本 産の ミ ラ属で はナ ミ ズ ラ と オ オ

ラ には空 隙 が

3

箇 所 あるが 他分 類 群で は 1個,良 指 標 形 質

Takamiya

etal .,1997)Q 胞 子 葉 と胞 子 嚢

 幼 植 物 基 本 的 て の胞 子嚢 け 胞 子 葉ある た だ し ン の 最初に 生 じ る葉 (一香 外 側 着 く葉 )稔 性 を 持

が多 ミ ズ

ラ属植物大胞子小 胞 子 2 種 胞 子 異 形 胞子 植物 大胞子大 胞 子嚢

N工 工Eleotronio  Library  

図 2 . ミ ズ ニ ラ 属 の 形 態 比 較 。 A .   Isoetes   melanopoda 。 根 の 先 端 部 は 二 叉 分 岐 す る 。   B .   Stylites ( 現在   は lsoetes ) の 1 種 , 塊 茎 が 伸 長 し て 二 分 し , 分 岐 し な い 根 が 両 側 か ら 生 じ て い る 。 C . ∬ .   tegettfqnnans , 塊 茎 は根 茎 状 に な っ て 不 定 芽 を 持 ち , 葉 は 2 列 に 生 じ
図 3 . ミ ズ ニ ラ 属 の 体 制 と 生 活 史 。 A ,   C , ミ ズ ニ ラ ( Lyoe   tes   J ’
図 5 . ミ ズ ニ ラ 属 胞 子 の 走 査 型 電 子 顕 微 鏡 ( SEM )像 。   A . シ ナ ミ ズ ニ ラ ( ∬ soetes   sinensis   ver .   sinensis ) ,   B , D − F . ミ ズ ニ ラ (L   japoniea) ,  C. ミ チ ノ ク ミ ズ ニ ラ (L   x   michinokuana ) 。  A . 1 つ の 大 胞 子 と ,   そ れ に 付 着 す る 多 数 の 小 胞 子 (ラ グ ビ ー ボ
図 7 . ミ ズ ニ ラ 属 の 発 芽 。 A − C .   Lyoetes   maerospora ,   D .   L   hieriglyphica ,   E .   L   panchganiensis 。   A は
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参照

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