2024年10月25日
提示されたプロトコルは、デジタル葉の人相と面積あたりの葉の質量の再構築方法を使用して古気候と古生態学を再構築するために、化石の葉の連続的な葉の生理学的形質のデジタル測定と分析を示しています。
私たちの研究は、現代の植物の気候および生態学と植物の形質との関係を理解することに焦点を当てています。次に、これらの関係を使用して、古代の植物群集の気候と生態学を再構築するために使用できるプロキシまたはモデルを開発できます。最近の研究は、現在および過去の植物形質と気候および生態学との関係の生物学的、生理学的、進化的基盤を理解することに焦点を当てています。
この研究は、植物の形質が、単一の植物の生涯と進化の時間スケールの両方で気候と生態学に反応することを示しています。私たちの研究は、植物の形質に影響を与える複雑な要因にもかかわらず、葉の形質と気候および生態学との間には非常に強い経験的関係があることを示しました。私たちは、これらの関係性を利用して、地球の歴史を通じてさまざまな場面で適用されてきた気候と生態学を再構築するためのモデルを開発してきました。
これらの方法は、古気候と古生態学の再構築を洗練し、現代の地球を研究するだけで得られるよりもはるかに包括的な陸域の生態系と気候の理解を提供します。このような視点は、気候や生態系が人為的な影響に反応する中で、私たちの未来の地球が何を保持しているかを理解する上で重要です。これは葉の生理学に基づくアプローチであり、正確な分類学的同定を必要としないことを意味します。
さらに、DiLPは、定性的およびカテゴリー的ではなく、連続した葉の文字のデジタル測定を使用するため、再現性が向上し、これらの葉の文字は気候と機能的な関係があります。
本研究では、化石葉における連続的な葉の形態的特性をデジタル的に測定および分析するためのプロトコルを提示します。その目的は、デジタル葉形態学および単位面積当たり葉質量(LMA)の復元法を用いて、古気候および古生態学を復元することにあります。
葉の形態的特徴(leaf physiognomy)を定量的なデジタル解析することで、現生および化石の両標本から形態学的形質を再現性高くハイスループットに抽出することが可能となり、環境復元のための堅牢なプロキシの開発が促進されます。このアプローチは、古気候および古生態学モデルにおける予測の信頼性を高め、トランスレーショナル植物科学や進化生物学におけるリスク調整後の意思決定に寄与します。本手法の再現性と、分類学的同定に依存しない特性により、分野横断的な研究開発パイプラインにおいて再利用可能な機能として位置づけられます。
このデジタル測定プロトコルは、植物・環境研究における形質仮説の検証からプロキシの妥当性確認、そしてトランスレーショナルモデリングに至る発見のコンティニュアムに統合されます。