植物のミカタ

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硬いチャートの表面で土ができる過程を観察した記事の要約です。チャートの表面にコケが生え、その上に草が生育している様子が確認されました。コケは仮根でチャートに付着し、水分を保持することで、草の生育を可能にする土壌のような役割を果たしていると考えられます。さらに、草の根は有機酸を分泌し、チャートの風化を促進している可能性が示唆されました。これは、コケと草の共生関係が、硬い岩石の表面で土壌を形成する重要な要因であることを示唆しています。時間の経過とともに、この風化プロセスはチャートの表面を変化させ、新たな生命の基盤を作り出していくと考えられます。

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コケは維管束を持たず、種子を作らないが胚を持つ植物。維管束がないため、葉から直接水分や養分を吸収する。道管もないため、リグニンを蓄積しないが、リグニンのような物質(リグナン)を合成する遺伝子は持つ。これは土壌の腐植蓄積モデルを考える上で興味深い。コケの理解は「土とは何か？」という問いに繋がる。コケは精子と卵が受精する胚を持つ植物であり、単純な細胞分裂で増殖するわけではない。

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木の下に咲くマルバアサガオは、他の植物に巻き付いて高い場所で花を咲かせている。特に、二本の穂に贅沢に巻き付く姿は、アサガオの容赦ない一面を見せている。巻き付かれた植物は、きっともっと自由に穂を広げたかっただろう。 それでも、狭まった穂間にはクモの巣が張られ、自然のしたたかさが垣間見える。アサガオの逞しい生命力と、他の植物とのせめぎ合いが印象的な光景だ。

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針葉樹の落葉が積もった歩道脇のコケを観察した。コケを剥がすと、下には黒くなった有機物が確認され、コケの遷移と分解が進んでいる様子が伺えた。一方、コケが針葉樹の葉を覆っている場所では、葉はあまり分解されておらず、元の色のままであった。大部分の落葉も同様に、コケの上で元の状態を保っていた。このことから、コケは分解されやすいのか、針葉樹の葉は分解されにくいのかという疑問が生じ、コケへの理解を深める必要性を感じた。

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道端で見かけた葉が4枚しかないアサガオ。少ない葉で花を咲かせ、既に萎んでいる様子に、生命力の強さと花の維持に必要なエネルギーについて考えさせられた。実は近くに別の元気なアサガオがあり、花を咲かせ続けるには相当なエネルギーが必要だと実感。アサガオは自家受粉なので、萎むのが早くても繁殖には問題がないのだろう。

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「ざっそう」絵本に登場する真っ赤なヤブガラシの葉の色に着目し、実物の観察から考察を深めている。ヤブガラシの葉は紅色が乗りやすく、アントシアニンが関係していると考えられる。アントシアニンは過剰な光合成による活性酸素から葉を守るために生成される。つまり、ヤブガラシは活性酸素が発生しやすい植物で、土壌が良くなり光合成が盛んになると、活性酸素の発生を抑えきれず枯れる、もしくは生育に不利になる可能性がある。これが、良い土壌でヤブガラシが生えない理由ではないかと推測している。

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収穫後の水田で、刈り取られたイネのひこばえが生え始めていた。周囲は浸水し酸素が少ない環境だが、稲は再び葉を生やし生き残ろうとしている。この生命力に感銘を受け、著者は以前投稿した「植物の根への酸素の運搬とROLバリア」を想起する。酸素が少ない土壌で、イネの根はどのように防御しているのか？土地が他人のものなので掘って調べられないのが残念だ、と著者は記している。

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良い土壌には酸素が豊富だが、拡散だけで十分に行き渡るのか疑問だった。ROL(根からの酸素漏出)という概念が解決策を与えてくれた。酸素は植物の茎葉から根へ運搬され、ROLによって土壌へ拡散される。良い土壌では植物の根量が増え、ROLも増加するため、土壌への酸素供給も増える。この考え方は、京都でネギとマルチムギを高密度栽培した成功例にも説明を与え、根からの酸素供給が土壌環境改善に大きく貢献している可能性を示唆する。

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湿地の植物は、根への酸素供給のために特殊なメカニズムを持つ。イネなどの湿性植物は、ROLバリアと呼ばれるスベリン層で根を覆い、酸素漏出(ROL)を防ぎながら根の先端まで酸素を送る。一方、非湿性植物はROLバリアを持たず、酸素が根の上部で漏れてしまうため、水没に弱い。ROLバリアは、還元状態で毒性を示す土壌中の金属イオンからも根を守り、酸素を供給することで無毒化にも貢献する。酸素漏出は水没時だけでなく日常的に起こる可能性があり、この現象が別の疑問の解決につながるかもしれない。

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道沿いのフェンスに張られた有刺鉄線に、ヤブガラシが巻き付いていた。ヤブガラシは、フェンスを伝って上へ上へと伸び、有刺鉄線もものともせず、さらに上を目指して成長を続けている。鳥も止まらない有刺鉄線は、ヤブガラシにとって切られる心配が少ない、まさにパラダイスのような場所と言える。

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公園の切り株から生えた草の芽生えに注目した筆者は、その生育環境について考察している。切り株はC/N比の高い木質堆肥のような状態で、通常は植物の生育には厳しい環境である。しかし、隣の木と繋がっている切り株の根は生きている可能性があり、そこに草の根が到達すれば養分豊富な環境となる。さらに、草の根が切り株内部を物理的に貫通することで、木の分解を促進する役割も担っていると考えられる。つまり、一見厳しい環境でも、草は切り株と相互作用しながら巧みに生育しているのだ。

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真っ白な大根が、切り干し大根になると茶色くなるのはなぜだろう？頂いた年季の入った切り干し大根を見て疑問に思った。乾燥によって白い部分が減り茶色が目立つようになったのか？それとも白い繊維質が微生物に分解されたのか？ いずれにせよ、大根には想像以上に茶色い成分が含まれているようだ。この茶色い成分はリグニンだろうか？と乾燥した切り干し大根を見ながら考えた。

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メタセコイヤ見学をきっかけに、ヒノキ科の植物に興味を持った著者は、今回はスギ属の植物の葉を観察した。高い木の葉は撮影できなかったため、園芸種と思われるスギ属らしき植物の葉の写真を掲載している。メタセコイヤの葉と比較すると、スギの葉は細く立体的に展開しており、受光効率を高めているように見えると考察。ヒノキ属に続き、スギ属の葉の観察記録を綴っている。

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メタセコイヤの並木を訪れた筆者は、ヒノキ科の植物との比較に興味を持ち、ヒノキらしき園芸種の観察を始めた。メタセコイヤの葉は羽状葉だが、この園芸種は鱗状葉で、より複雑な構造を持つ。鱗状葉は小さな鱗状の葉が茎を包み、更に枝や葉内で分岐していた。筆者は、メタセコイヤがヒノキの祖先だとすれば、羽状葉から鱗状葉への進化は何をもたらしたのか疑問を呈し、スギの葉との比較も検討している。

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福井県立恐竜博物館で、恐竜時代の植物に関する本を購入した著者は、「生きていた化石メタセコイヤ」の記述に興味を持つ。メタセコイヤは化石発見後、現存種が見つかった珍しい植物である。帰路、滋賀県マキノ高原のメタセコイヤ並木に立ち寄る。並木は長く、時間の都合で正面から眺めるにとどまったが、間近で葉を観察できた。スギやヒノキと似た針葉樹だが、メタセコイヤの葉はより単調な形状をしている。絶滅種と思われていたメタセコイヤの葉の形は、現存するスギやヒノキに比べて不利だったのかもしれない、と著者は考察する。

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かつて巨大だったスギナの祖先は、石炭紀にシダ植物として繁栄した。しかし、恐竜時代になると裸子植物が台頭し、シダ植物は日陰に追いやられたという説がある。スギナは胞子で繁殖するが、これは昆虫に食べられやすく、裸子植物のタネや花粉に比べて不利だったと考えられる。現代、畑でスギナが繁茂するのは、かつての繁栄を取り戻したと言えるかもしれない。人間による無茶な栽培が、皮肉にもスギナの祖先の念願を叶える手伝いをしたのだ。また、スギナが人体に有害なのも、胞子を食べられることに対する抵抗として獲得された形質かもしれない。

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道端で見かける紫色の葉のカタバミは、アントシアニンを多く含む。通常、アントシアニンは光合成と成長のバランス調整に用いられるが、カタバミの場合は「紫の舞」という園芸品種の可能性が高い。アントシアニンの合成は負担が大きいと思われがちだが、過酷なアスファルト環境では他の植物との競争が少ないため、繁栄できているのかもしれない。カタバミが多い場所では紫色の葉は少ないため、観察場所の環境要因も影響していると考えられる。

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「あの美味しい焼き芋の裏にはアサガオがいる」は、焼き芋の甘さの秘密とアサガオの意外な関係について解説しています。焼き芋の甘さは、サツマイモに含まれるデンプンが糖に変化することで生まれます。この変化を促す酵素β-アミラーゼは、低温で活性化するという特性があります。 通常、収穫後のサツマイモは貯蔵庫で低温保存されますが、実はこの過程でβ-アミラーゼが働き、じっくりと糖化が進むのです。そして、じっくり糖化したサツマイモを高温で焼き上げることで、より甘く美味しい焼き芋が完成するのです。 驚くべきことに、このβ-アミラーゼの研究にアサガオが貢献しています。アサガオはβ-アミラーゼを豊富に含み、研究材料として活用されたことで、酵素の特性や働きが解明されました。 つまり、私たちが美味しい焼き芋を楽しめるのは、アサガオの研究のおかげでもあるのです。

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エノコログサは、夏の終わりを告げる植物として、そのふさふさとした穂が犬の尻尾に似ていることから「狗尾草」という和名がつけられています。C4型光合成を行うため、夏の強い日差しの中でも効率的に光合成を行い、大きく成長します。穂が風に揺れる様子は秋の訪れを感じさせます。 記事「夏に活躍！C4回路の植物たち」では、エノコログサのようにC4型光合成を行う植物は、高温や乾燥に強く、通常の植物よりも効率的に二酸化炭素を固定できるため、夏の暑い時期に繁茂すると説明されています。

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名古屋大学の研究チームは、植物ホルモン・オーキシンが植物の発根を促進する詳細なメカニズムを解明しました。オーキシンは、植物の細胞壁を緩める酵素を活性化させることで発根を促進します。 具体的には、オーキシンが細胞内の受容体と結合すると、特定の転写因子が活性化されます。この転写因子は、細胞壁を分解する酵素群の遺伝子の発現を促し、細胞壁を緩めます。これにより細胞の伸長が起こりやすくなり、発根が促進されることが分かりました。この発見は、発根を制御する農薬の開発に貢献する可能性があります。

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アーバスキュラ菌根菌は、リン酸などの養分吸収を助けるため、共生関係を築ける環境作りが重要。土壌に水溶性養分や糖分が多いと共生しにくいため、過剰な施肥は避けるべき。ネギの菌根菌はネギだけでなく緑肥とも共生するため、除草剤で全て除去するのではなく、通路などに緑肥を栽培すると共生菌が増加。クローバーの根圏は共生菌が豊富との報告もあり、緑肥は土壌の物理性改善だけでなく肥料効率向上にも貢献する可能性がある。

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アーバスキュラ菌根菌、特にグロムス菌門は、多くの陸上植物と共生関係を築き、アーバスキュラ菌根を形成する。宿主植物の根よりも細く長い菌糸を伸ばし、リン酸などの養分吸収を促進する。また、感染刺激により植物の免疫機能を高め、病原菌への抵抗性を向上させる「ワクチン効果」も持つ。乾燥や塩害への耐性も向上する。しかし、植物にとって共生は負担となるため、養分が豊富な環境では共生関係は形成されにくい。

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豪雨による河川の増水後、水位は元に戻り、水没していた草は流れの方向に倒れていた。しかし、上部の葉は緑色を保ち、根元からは新しい芽が出ていた。この草の強さに感銘を受け、気候変動が進む中でも植物は適応・休眠しながら生き延びていくのだろうと感じる。「台風・大雨の自然災害の被害を軽減するために」の要約は見つかりませんでした。 指定されたURLへのアクセス権限がないためです。

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つる性植物が藪沿いで奇妙な挙動を見せていた。ある程度伸びたつるの先がUターンし、自身に巻きつき、再び上に向かって伸び始めていた。これは、藪の外側に出た植物が、より日当たりの良い高い植物を目指して進路変更したと考えられる。藪の内外で大きく異なる日射量を感知し、最適な場所を探しているようだ。つるは普段から巻き付くために角度をつけて伸びているが、日射量に応じて茎の角度を調整し、急な方向転換も可能にしているのではないかと考察されている。

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ミカン栽培をやめた畑にマルバツユクサが大量発生した。マルバツユクサは地上と地下の両方で種子を作り、地下の種子は土壌中で長期間休眠できる。ミカン栽培中は発芽が抑制されていたマルバツユクサの種子が、栽培終了後の土壌移動や環境変化により発芽条件を満たし、一斉に発芽したと考えられる。ミカン栽培開始以前から土壌中に存在していた種子が、長年の休眠から目覚めた可能性が高い。これは、ミカン栽培による塩類集積の解消にも役立っているかもしれない。

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ミカン栽培跡地にマルバツユクサが生育している。マルバツユクサは九州の果樹園で防除困難な雑草として知られる。ツユクサ科の特徴である葉鞘を持ち、単子葉植物に分類される。単子葉植物は葉柄がなく、葉鞘を持つ。また、不定根による発根が特徴で、土壌変化に大きく貢献する。ミカン栽培跡地では、ツユクサの生育により、植物全般が育ちやすい土壌へと急速に変化している可能性が示唆される。

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ハウスミカン栽培では、石灰を好む、弱酸性土壌を好む、水はけの良い場所を好む、といった相反する条件が挙げられる。銅欠乏の視点から見ると、石灰施用によるpH上昇は銅の吸収阻害につながる。硝酸石灰や硫酸石灰はpH上昇は抑えるが、それぞれ土壌EC上昇や栄養塩増加による弊害がある。水はけの良さは、粘土鉱物の蓄積を防ぎ、銅吸収阻害を抑制する上で重要となる。しかし、栽培を続けると粘土鉱物の蓄積は避けられない。これらの複雑な要素がミカン栽培を難しくしている。近年では「ミカンが石灰を好む」は誤りで、土壌pHの微妙な変動と銅、亜鉛などの微量要素の吸収が重要との見解が出ている。

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ミカンの木の落ち葉が白っぽく漂白し、土に還りにくい現象は銅欠乏と関連している可能性が高い。健康な落ち葉はリグニンにより褐色だが、漂白した葉はリグニンが少ない。リグニン合成には銅などの微量要素が必須だが、土壌への過剰な石灰施用は銅の不溶化を招き、ミカンが銅を吸収できなくなる。ミカン栽培では石灰を好むとされ過剰施用の傾向があるが、土壌のpH調整には適切な方法が必要で、過剰な石灰は銅欠乏を引き起こし、リグニン合成阻害、落ち葉の漂白、分解遅延につながる。細根の育成環境改善や銅吸収しやすい環境整備、銅の補給によって対処できる。

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葉面散布は、植物の葉に栄養液を散布する施肥方法です。尿素を添加すると葉の細胞膜の透過性が高まり、栄養吸収が促進されると考えられてきました。しかし、尿素には葉焼けのリスクがあり、効果も限定的です。尿素の働きは、気孔を開かせることではなく、クチクラ層を一時的に溶かすことで栄養分の吸収を助けることです。ただし、高濃度の尿素は植物に害を及ぼす可能性があります。葉面散布の効果を高めるには、植物の種類や生育段階、気象条件などを考慮し、適切な濃度と散布方法を選択することが重要です。

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梅雨の時期に咲くアジサイ、特に花弁の先が丸まった品種に着目し、その形状に疑問を投げかけています。著者は、丸まった花弁は雨水を溜め込み、カビの繁殖などを招き、植物にとって不利になるのではないかと推測しています。そして、一般的な形状のアジサイと比較することで、この点について考察しています。野生種に近い植物であれば、その形状には必ず意味があるという考えに基づき、園芸品種と比較することで、その意味がより明確になるだろうと締めくくっています。

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C4型光合成は、高温乾燥環境に適応した光合成の仕組みである。通常のC3型光合成では、高温時に気孔を閉じ二酸化炭素の取り込みが制限されるため光合成速度が低下する。しかしC4植物は、葉肉細胞で二酸化炭素を濃縮し、維管束鞘細胞でカルビン回路を行うことで、高温時でも効率的に光合成を行う。二酸化炭素濃縮にはエネルギーが必要となるため、低温・弱光下ではC3植物より効率が落ちる。トウモロコシやサトウキビなどがC4植物の代表例である。

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牛糞堆肥の土壌改良効果を植物ホルモンの視点から考察した記事です。窒素過多による植物の徒長や病害虫発生リスクを指摘し、牛糞堆肥の緩やかな窒素供給が健全な生育を促すと説明しています。特に、植物ホルモンのサイトカイニン、オーキシン、ジベレリンのバランスが重要で、牛糞堆肥は土壌微生物の活性化を通じてこれらのバランスを整え、根の成長、栄養吸収、ストレス耐性を向上させると主張しています。化学肥料の多用は土壌の劣化につながる一方、牛糞堆肥は持続可能な農業に貢献するとして、その価値を再評価しています。

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牛糞堆肥の土壌改良効果に着目し、植物ホルモンの視点からそのメカニズムを考察している。牛糞堆肥は植物ホルモン様物質を生成する微生物の活動を促進し、植物の生育を促す。一方、化学肥料は土壌微生物の多様性を低下させ、植物ホルモン産生を阻害する可能性がある。土壌の物理性改善だけでは植物の健全な生育は難しく、微生物との共生関係が重要となる。牛糞堆肥は土壌微生物の活性化を通じて植物ホルモン様物質の産生を促し、結果として植物の生育を促進、病害抵抗性を高める効果が期待できる。現代農業における化学肥料偏重の風潮に対し、微生物生態系を重視した土壌管理の必要性を提唱している。

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塀に垂れる枝を持つ木は、新芽の向きからその形状が自然な成長によるものと確認できる。この垂れ下がる成長パターンは「過剰成長」と呼ばれ、森の中では光を求める競争に敗れ、枯れてしまう可能性が高い。しかし、この木は塀の存在によって有利な環境を得ている。塀の外側に大きな木が存在しないため、光を遮られることなく成長できる。つまり、自然界では崖っぷちのような環境でしか生き残れないであろうこの木の生存戦略が、塀という人工物によって都市環境で成功を収めていると言える。

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非殺虫性バチルス・チューリンゲンシス(Bt)がヒトの癌細胞を選択的に破壊する可能性が研究されている。Btは通常、特定の昆虫に毒性を示すタンパク質を生成するが、一部の非殺虫性Bt菌株も同様の機構でヒトの癌細胞に影響を与えることが示唆されている。これらの菌株は、癌細胞の膜に結合し、細胞内に孔を形成、細胞死を誘導する。特に、白血病、大腸癌、乳癌細胞への効果がin vitroで確認されている。Btの毒素は哺乳類の消化管では分解されるため、安全性も期待される。しかし、更なる研究が必要であり、臨床応用には至っていない。この研究は、新たな癌治療法開発への期待を抱かせる。

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サツマイモの表面にできる青黒い傷と苦味について、その原因物質が猛毒のイポメアマロンの可能性があることが解説されています。ドクダミの抗菌性に関する論文をきっかけに、サツマイモに含まれる生理活性物質、特に傷ついた際に生成されるイポメアマロンの毒性に着目しています。サツマイモはヒルガオ科で、アサガオの種子と同様に幻覚作用を持つ物質も含むとされています。苦味は危険を察知する能力と関連するため、イポメアマロンによる苦味は毒性への警告である可能性が示唆されています。

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ドクダミの葉は抗菌・抗カビ性を持つ。特有の臭気成分であるデカノイルアセトアルデヒドが有効成分で、白癬菌やブドウ状球菌への殺菌作用がある。この成分は炭素直鎖の末端にアセチル基とアルデヒド基が結合した構造を持つ。ドクダミは煎じて服用すれば便秘、痔、むくみ、高血圧、血液浄化、慢性鼻炎などに効果があるとされる。

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日当たりの良い場所に群生するドクダミを発見し、日陰に追いやられたというイメージに疑問を持った筆者。ドクダミの薬効の多さに触れ、先日購入した「苗場山麓植物民俗事典」を引用する。同書には、ドクダミの煎じ液が便秘、痔、むくみなどに効くと記載されていた。特に「痔に効く」という記述に興味を持った筆者は、服用による痔への効能について、軟便効果によるものかと推測し、薬効成分の調査を決意する。

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敷石の隙間から生えたヤブガラシが、複雑に絡み合いながら外側へ伸びていた。その際、中心に咲いていたヒメジョオンに巻き付き、一緒に引っ張っていた。ヤブガラシは自身だけで外へ伸びればいいものを、ヒメジョオンにとっては迷惑な行為である。ヒメジョオンは甲虫類によって受粉するが、ヤブガラシによって花が傾くと甲虫が近寄りづらくなる。ヤブガラシの執念深い伸長は、他の植物にとっては迷惑な存在となっている。

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長野県栄村小滝集落で栽培される台風にも倒伏せず高食味な米に着目した著者は、その土地の特性を理解しようと苗場山麓ジオパークについて調べ、関連書籍「苗場山麓植物民俗事典」を購入した。同書は地質に加え、地域の植物と人々の関わりを民俗学的に解説していた。小滝の米に関する直接の情報は得られなかったものの、縄文時代から続く植物の利用法、特にトチノキの実の保存・加工法は新鮮な発見だった。この民俗学的視点は今後の研究に役立つと考え、著者は同書を座右に置くことにした。小滝集落の米の高品質の理由を探る過程で、地域の地形や地質だけでなく、植物と人間の長い歴史的な関係性にも関心を広げている。

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鴨川の草むらで黄色い花が目立ち、アヤメ科の特徴からキショウブと判明。調べると、環境省が「要注意外来生物」に指定し、在来種との競合や駆逐のおそれがある植物だった。繁殖力の強いキショウブの花茎に、巻きひげで他の植物に絡みつくカラスノエンドウが巻き付いていたが、花茎は少ししか曲がっておらず、キショウブの強さを実感させる。

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河川敷では赤クローバが繁茂し、匍匐性の白クローバは背の高い赤クローバに埋もれがちだ。しかし、そんな中でも白クローバは逞しく花を咲かせる。地面を這うように伸びる茎は、周囲の高い葉に覆われていても、諦めずに立派な花を咲かせたのだ。発芽した場所が悪くても、周りの植物に負けずに成長した白クローバの姿は感動的だ。あとは昆虫に受粉を媒介してもらい、子孫を残すのみ。健気に咲く白クローバにエールを送らずにはいられない。

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線路沿いの金網に絡みついたつる性植物が、周囲に競合する草がないため、必要以上に伸長していた。金網よりも高く伸びたつるは、支えを失い風に揺れている。通常、植物は密集すると茎を伸ばすが、この植物は周囲に草がないにも関わらず伸長し続けたため、頑丈さに欠ける姿になってしまった。もし、環境に応じて茎の長さを調整できる植物がいれば、生存競争で有利になるだろう。

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暖かくなり、茂る草の中に、以前繁茂していたカラスノエンドウの姿が見えなくなった。よく見ると、他の草に覆われていた。カラスノエンドウは、「春の陣、アナザーストーリー」で紹介されたように、硬い茎の草をも巻きひげで伸長方向を変えさせるほどだったが、今回は巻きひげを使えず、他の草に覆われ、太陽光競争に負けてしまっている。

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クチクラ層は植物の表面を覆うワックス層で、クチンとクタンという物質から構成される。クチンは脂肪酸由来のポリエステルで、構造は比較的よく解明されている。一方、クタンは炭水化物ポリマーと予想されているが、構造や合成経路は未解明な部分が多い。クチクラ層の構成物質自体が完全には解明されていないため、教科書等で詳細に扱われることが少ない。クチンが脂肪酸由来であることは、界面活性剤を含む展着剤の効果を説明づける。

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除草された畑で、ヤブガラシが1本生き残っていた。抜かれた際に土の上に放置され、不定根を生えて根付いたようだ。周囲に他の植物がないため、不安定な不定根の状態でも生育できている。ヤブガラシは繁殖力の強い植物だが、土壌が肥沃になると姿を消すという矛盾。その理由は、土壌が豊かになると、他の植物との生存競争に負けてしまうためと考えられる。

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長野県栄村小滝集落産の極上米「コタキホワイト」を食した著者は、炊き上がった米粒の輝きと美味しさの関連性について考察する。粒の光沢は、表面の傷が少ないこと、そしてデンプンが水を吸って張りを出すことによるのではないかと推測。収穫機械の性能や米とぎの影響を考慮し、米粒自身の性質、特にデンプンの吸水性に注目する。デンプン量と食味の関係、地質や栽培技術との関連にも触れ、最終的に「米飯粒内の糊化進行過程の可視化」という論文に辿り着き、更なる考察を次回に持ち越す。