都市と農地に生育する雑草は、土壌栄養や水分ストレスなど、異なる環境を経験している。それゆえ、都市と農地の雑草では局所適応が生じ、形質が急速に分化している可能性がある。本研究では、畑地の代表的な雑草であるメヒシバを対象に、農地生態系と都市生態系の地上部の競争の強さの違いに注目することで、メヒシバが競争環境に対してどのように形質を変化させているか、またその形質進化が除草効率にどのように影響しているかを検証した。
野外観察で、都市と農地のメヒシバでは、地上部の競争の程度が異なることがわかった（農地＞都市）。異なる競争環境への適応を検証するために、農地・都市系統のメヒシバを、強い競争環境と弱い競争環境で栽培し、それぞれのバイオマスを計測した。もし、農地と都市のメヒシバがそれぞれの競争環境に局所適応をしているならば、強い競争環境では農地のメヒシバが、弱い競争環境では都市のメヒシバが、より高い成長率を示すと予想される。次に、競争への適応に関わる形質を特定するために、メヒシバの様々な形質を測定・比較した。最後に、メヒシバの形質進化が除草効率に与える影響を検証するために、都市と農地個体を圃場に移植し、ロータリーで実験的に耕起した。その後、個体ごとの生存率をドローン空撮で定量化した。
栽培実験の結果、強い競争環境では農地のメヒシバが、弱い競争環境では都市のメヒシバが、より高いバイオマスを示した。農地と都市のメヒシバは異なる競争環境に局所適応しており、この適応にはコストが伴うことが示された。また、この局所適応には、草姿や節の太さなどのいくつかの形態形質が関わっていることがわかった。最後に、野外耕起実験により、農地のメヒシバは都市のメヒシバよりも耕起後の生存率が高く、節の太い個体ほど耕起に耐性があることが分かった。つまり競争環境への雑草の適応が、形質変化を介して、雑草防除に影響することが示された。