高次相互作用が緯度別の樹木多様性勾配を強める

なぜ森林は熱帯から極地方へと変わるのか

赤道から極へ歩を進めると、顕著なパターンに気づきます。熱帯林には多種多様な樹木がひしめく一方で、北の森林はごく少数の種類が支配的です。本研究は、この世界的な傾向の理由を問い、理解するには単純な一対一の競争を超えて、複数の樹木がより複雑なかたちで互いに影響し合う様子を考慮する必要があると主張します。

単なる近隣争い以上のもの

数十年にわたり、生態学者はある樹木が同種の近くにいる仲間からどのように助けられたり害を受けたりするかに注目してきました。同種の近接個体が過剰に存在すると生存は難しくなり、これが希少種が持ちこたえる理由となることがあります。この考え方は負の密度依存性と呼ばれ、熱帯林に多くの種がいる主な理由のひとつとして提案されてきました。しかし、緯度が赤道に近づくほどこの近隣効果が強まるかどうかについては、世界規模の研究で混合した結果が出ており、大きな論争が残っています。

三本の木がそろうとき

著者らは、欠けている要素は第三の樹木が入ったときに何が起きるかだと主張します。これらの高次相互作用では、ある近接者が焦点となる樹木に与える影響が、他の近接者の存在によって変化します。たとえば、ある種が第二の種を抑制し、その結果として第二の種が第三の種と競合する力が弱まることがあり得ます。世界各地の32の大規模森林区画での300万本超の詳細なセンサスデータを用い、研究チームは単純な二者間効果と成長・生存に対するこれらのより複雑な複数木の影響を分離できるモデルを構築しました。

複雑な相互作用は一般的で、熱帯で最も強い

区画全体で、より高次の相互作用を含むモデルは、一対一の効果のみを考慮するモデルよりも樹木の成長と生存を予測する点で優れていました。高次の影響の証拠は、成長については種–地点の組合せの約40％、生存についてはほぼ4分の1で現れ、こうした効果が稀な好奇心ではなく広く分布していることを示しました。重要なことに、これらの複数木相互作用の強さは緯度が高くなるにつれて低下しました。すなわち、熱帯区画で最も強く、温帯や北方林では弱くなっていました。

希少種を後押しし、優勢種を抑える

研究者たちは次に、これらの相互作用がどの樹木に有利に働くのかを問い直しました。彼らは、単純な効果と高次効果の両方を通じて近隣が各種の成長率をどれだけ変えるかを算出しました。すべての気候帯の森林で、近隣の総合的な影響は概して希少種を助け、優勢種を妨げる傾向があり、これは多様な樹種が共存することを促すパターンです。しかし、こうした高次相互作用の安定化効果は緯度が高くなるにつれて弱まりました。言い換えれば、希少種を助けるプロセスは多様性が最も高い場所で最も強く、より単純で寒冷な森林では消えかかっているのです。

全球的な樹木多様性の理解にとっての意味

複数木の相互作用が広く見られ、緯度とともに弱まることを示すことで、この研究はなぜ熱帯林が種に富むのかを説明する新たな見方を提示します。樹木間の直接的な二者間競争にのみ頼るのではなく、著者らは希少種に有利に働くような間接的影響の網を浮き彫りにします。これらの高次効果が極に向かうほど弱まると、優勢種を抑える力が減り、森林はより少数の樹種に支配されやすくなります。このより複雑な樹木相互作用の視点は、生態学の古い謎を明らかにし、世界の森林が環境変化にどう反応するかを考える新たな方向性を示します。

引用: Li, Y., Xiao, J., Jiang, Y. et al. Higher-order interactions enhance the latitudinal tree diversity gradient. Nature 653, 433–438 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10434-6

キーワード: 樹木多様性, 熱帯林, 種間相互作用, 緯度勾配, 森林生態学