植物のミカタ

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ロゼット状の葉の重なりを最小限にする植物の工夫に感嘆する筆者。葉は角度や捻りだけでなく、葉面積自体を小さくすることで重なりを減らし、光合成効率を高めている。また、葉を食害されるリスクを考慮し、新しい葉はゆっくり伸長するのではなく、素早く展開することで被害を最小限に抑えている。さらに、同じ場所に複数株存在する可能性にも触れ、植物の生存戦略の巧みさを改めて強調している。

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幸せの象徴である四つ葉のクローバーは、ハート型4枚の小葉のイメージがある。しかし、クローバーはマメ科植物で通常は丸葉である。それに対して、4枚の小葉を持つカタバミはハート型をしている。しかし、本物の四つ葉のクローバーも存在し、くぼみのある小葉を持っているものもある。このことから、四つ葉のクローバーの幸運の象徴は、小葉が4枚でハート型という条件が加わった可能性があると考えられる。

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建物の待合室から中庭の木に絡まるツタが見えた。よく見ると、ツタは下に向かって伸びていた。隣の高い木に絡まり登ろうとしたが、途中で剪定されていたため、つかまる場所がなくなり、元の高さまで垂れ下がっていた。他の登れる枝もあったのに、剪定された枝を選んでしまったツタは、まるで目標を見失いスタート地点に戻ってしまったようで滑稽だ。一度決めた方向を修正できない習性が愛らしい。

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アサガオの多様な花の形は、ゲノム内を移動する「トランスポゾン」の影響と考えられる。トランスポゾンは遺伝子配列に挿入され、重要な遺伝子の機能を破壊することで、花の形質に変化をもたらす。例えば、丸い花の形成に重要な遺伝子にトランスポゾンが入り込むと、花の形は丸ではなくなる。アサガオは変異が多く、様々な遺伝子が変化するため、植物にとって重要な遺伝子を発見できる可能性を秘めている。夏休みのアサガオの観察は、生命の謎を解き明かす第一歩となるかもしれない。

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サツマイモとアサガオは同じヒルガオ科で、花の形も似ている。日本では気候条件のためサツマイモは開花しにくいが、品種改良には開花が必要となる。そこで、アサガオを台木にサツマイモを接ぎ木する技術が用いられる。アサガオの開花条件を引き継ぐことで、サツマイモを夏に開花させ、交配を可能にする。この技術は、戦時中の食糧難を支えたサツマイモの品種改良に大きく貢献した。アサガオは薬用、観賞用としてだけでなく、食糧事情においても重要な役割を果たした植物である。

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生物学における「果実」は、種子とその周辺器官の集合体を指す。被子植物において、果実は子房が発達したものだが、種子散布に関わる他の器官を含む場合もある。果実は種子を保護し、散布を助ける役割を持つ。果実は大きく分けて、乾燥して裂開するもの（裂開果）と、乾燥または多肉質で裂開しないもの（不裂開果）に分類される。アサガオの果実は裂開果の蒴果にあたり、成熟すると乾燥し、複数の縫合線に沿って裂開し種子を放出する。果実は種子散布の戦略に基づき多様な形態を示す。

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植物園の温室で、タシロイモ科のタッカ・シャントリエリという黒っぽい花を見つけた。夜に咲く白い月見草と対照的に、この花の色は昼間でも目立たない。日中が長い地域原産で、夕方や夜の暗さを考慮する必要がないためと考えられる。しかし、この地味な色でどのような戦略を持っているのか、疑問が残る。

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グロッパ ウィニティーというショウガ科の植物は、独特な多重構造の花を持つ。緑の葉が花全体を覆い、その内側にはピンク色の苞葉が装飾のように配置され、さらにその中心部に黄色の小さな花が咲く。外側の緑の葉、ピンクの苞葉、そして黄色の花という三重構造の目的は不明。同じショウガ科の食用ショウガの花は異なる形状で、グロッパのような複雑な構造は見られない。この多重構造の謎は深まるばかりである。

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大きな葉を持つ植物は、その葉によって下方の植物の受光を遮ってしまう。しかし、後ろに控える植物は隙を狙っている。写真のように、大きな葉の切れ間から枝を伸ばし、光を求めて上に伸びるのだ。大きな葉はもはやこれ以上成長できないため、後ろの植物の成長を阻むことはできない。つまり、大きな葉を持つことが必ずしも有利ではない。小さい葉で柔軟に枝を伸ばす植物の方が、生存競争において優位に立てることもある。植物の世界では、常に静かな争いが繰り広げられているのだ。

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真夜中に咲くヘビウリの花の幽玄な美しさについて。純白で細い糸状の花弁が織りなすシルエットは、伊勢菊や伊勢撫子に通じる日本の美意識を想起させる。著者はこの花の造形美を称賛するが、一方で「気持ち悪い」と感じる人もいるという。野生種であるヘビウリの奇妙な形状は、夜間の暗闇の中で白い流線型が部分的に光を反射することで、大きな花のように見せかけ、受粉を促すための適応戦略なのかもしれない、と考察している。

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月見草は夜に咲き、夜行性のスズメガによって受粉される。写真は、その白い花と特徴的な雌しべ、雄しべの様子を捉えている。錨を逆にしたような形の雌しべの先端に蜜があり、スズメガは長いストロー状の口を伸ばして蜜を吸う。しかし、スズメガがどのように雄しべに触れ、花粉を運ぶのかは、花の構造からは想像しにくい。

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植物の葉は、光を効率的に受けるために、重なりを避けながら巧みに配置される。葉序と呼ばれる規則があり、例えばキャベツやハクサイは144度ずつ葉をつける2/5葉序を持つ。Pythonでこの配置を可視化すると、5枚で円を2周する様子がわかる。しかし、単純な144度回転では葉が重なってしまうため、実際には茎の捻れ(+5度)が加わり、新しい葉は古い葉を避けて展開する。このモデルを葉の数(N)を増やしてシミュレーションすると、N=20や30では実際のロゼット状の植物の配置に近づく。

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植物をよく知るには、真上から観察することが重要である。真上から見ると、多くの葉が重なり合わずに配置されていることがわかる。植物は葉で光合成を行うため、上の葉が下の葉を覆ってしまうと光合成効率が低下する。葉は呼吸によってエネルギーを消費するため、無駄な重なりを避ける配置になっている。このように、真上から見ることで植物の生存戦略の一端が理解できる。様々な角度から観察することで、新たな発見があることを示唆している。ただし、葉序や黄金角といった詳細な説明は省略されている。

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ハギの黄変に気づいた筆者は、一部の株に見られる黄化が老化ではなく、窒素かマグネシウムの欠乏症だと推測する。下の方の枝から症状が出ていることから、他の緑の株とは異なり、特定の栄養素が不足していると考えられる。遠くからでも目立つ黄色は、植物が動物とのコミュニケーションを求め、助けを求めるシグナルのように感じられた。筆者は、植物が動物との意思疎通を望んでいるのではないかと考察し、過去の赤い葉の例や、ハギが牛の飼料として利用されていた事実にも触れている。

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彼岸花は美しい花を咲かせるが、種子を作らない。これは、彼岸花が三倍体であるため。通常、生物は両親から遺伝子を受け継ぎ、減数分裂を経て生殖細胞を作る。しかし、三倍体は減数分裂が正常に行われず、種子を作ることができない。彼岸花も同様に、開花しても受粉・結実せず、種なしブドウと同様の原理だ。では、彼岸花はどうやって増えるのか？という疑問が残る。

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植物の群生は、個々の花を目立たせるだけでなく、徒長を通じて生存競争を有利に進める。密集した環境では、徒長により背丈を伸ばすことで光を確保し、他の植物の侵入を防ぐ。群生全体で高くなるため、下葉への光供給は不要となる。つまり、群生形成は生存戦略上の大きな利点となる。しかし、風通しの悪さから病害のリスクも高まるため、一長一短である。

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「はぐれハギ」と名付けた単独で生えるハギを観察した結果、群生するハギよりもはるかにしなやかに広がっていることを発見した。ハギは種を動物に付着させて拡散させるため、しなやかに枝を垂らす性質がある。群生ハギは効率的に種を拡散できる一方、単独のハギは四方八方に広がる究極のしなやかさを獲得していた。これは、群れることで効率性を高める一方で、個としての究極の形態を制限している可能性を示唆している。しかし、この究極のしなやかさは、暴風などには弱そうだ。

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「ひっつき虫」と呼ばれるヌスビトハギのさやのひっつく仕組みを顕微鏡写真で解説。さやの縁にはかぎ爪型の毛が並んでおり、これが衣服の繊維などに引っかかることで付着する。このさやはマメ科植物の特徴である豆を内包しており、動物に付着することで種子を拡散させる戦略を持つ。枝豆のさやにも毛があることから、同様の仕組みが推測される。

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大学時代から愛用する植物図鑑で、ヨルガオの白い花弁の秘密を知った。白い花弁は細胞間の空気が光を反射することで白く見え、真空状態にすると透明になるという。今まで白は色素だと思っていたが、空気の反射だと知り、色のメカニズムへの理解が変わった。白は色の出発点ではなく、無色透明な状態に色素が加わることで様々な色が生まれるのだ。この発見に感動しつつも、ヨルガオと真空装置がないため、実際に試せないことが悔しい。学生時代に知っていれば、研究室で実験できたのに。

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輪生とは、植物の茎の同じ高さから複数の葉が放射状に生える葉序のこと。キクモを例に、葉の生え方の規則である輪生について解説している。図鑑では花などの目立つ器官の情報が中心だが、葉序のような形態情報は植物の同定に重要となる。キクモは多輪生であり、同じ高さから多数の葉が生える。葉序の情報が図鑑に加われば、花がなくても植物を特定しやすくなる。このように、植物の形態の規則を知ることは、植物の理解を深める上で重要である。

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同じ高さから多数の葉が出ている水草の発生様式について考察しています。金魚藻に似ているが、葉の形状から違うと推測し、画像検索でキクモを発見。キクモは輪生する葉を持つと説明されているが、写真の植物が本当に輪生なのか確信が持てない様子。そこで、「輪生」について詳しく調べてみようとしている。

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夏の終わり頃、植物園の昼夜逆転室で夜に咲くヨルガオを見た。暗い室内で、白いヨルガオは際立って美しく、鮮やかさよりも純粋さが際立つ。かつて、花の鮮やかさは白いキャンバスに色素を重ねて生まれると教えられたが、ヨルガオの白さは闇の中でこそ輝く美しさを持つ。暗闇の中でこそ際立つ白、その純粋さに心を打たれた。

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エンサイの周りの緑は、池一面を覆う浮草だった。以前、採取した浮草に液肥を与えると爆発的に増殖した。葉が増えては離れ、まるで細胞分裂のようだった。植物は葉の裏で二酸化炭素を吸収し、酸素を放出する。浮草も同様なら、エンサイの根元は酸素が豊富な環境と言えるかもしれない。

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遺伝子組み換えで、組み込んだ遺伝子が必ず発現するとは限らない。発現は転写因子という領域によって制御されている。確実に発現させるには、遺伝子と共に強制的に発現させる配列を組み込む。例えば、ウイルス由来の制御配列を使う。これは、ウイルスが宿主細胞内で自身の遺伝子を強制的に発現させる仕組みを利用したもの。具体的には、目的の遺伝子とウイルス由来の制御配列をプラスミドに挿入し、細胞に導入する。この手法は、遺伝子組み換え作物でよく使われており、異なる生物の遺伝子を組み合わせるという理解につながるが、制御配列も遺伝子の一部である。

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遺伝子組み換えは、特定の遺伝子の機能を調べる研究手法として利用される。例えば、青いアサガオの鮮やかな青色色素に関わる遺伝子を特定し、その遺伝子を薄い青色のアサガオに導入することで、遺伝子の機能を検証する。導入後、花色が鮮やかになれば、その遺伝子が青色色素合成に関与していることが証明される。しかし、遺伝子組み換え作物において、導入された遺伝子が植物にとって有益に働くことは稀である。遺伝子が活用される保証はなく、F1種子における課題も存在する。つまり、遺伝子組み換えは研究ツールとしては有効だが、作物改良においては、導入遺伝子の効果が限定的である可能性が高い。

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砂利道で見つけたネムノキに似た植物は、小葉の裏に膨らみがあり、規則正しく並んでいて、マメ科ではないことに気づいた。よく見ると小葉の付け根に小さな花が咲いていた。これはコミカンソウという植物で、小葉ごとに花を咲かせる特徴を持つ。最初の膨らみは実だった。コミカンソウはマメ科ではなく、一つの小葉に一つの花を咲かせる珍しい植物である。

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観葉植物の葉が幹よりも長いことに気づき、その生態に興味を持った筆者。葉の長さが幹を超えることに不思議さを感じ、野生の状態を想像する。さらに、シダレヤナギの枝が地面に着くほど長く伸びる様子を以前の記事で紹介したことを思い出し、葉の長さと幹の長さの関係性を異なる植物で考察している。

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ヌスビトハギは、細くしなやかに伸びた茎に横向きの鞘をつけ、動物の背中に付着して種子を散布する。単体では花が目立たないため、群生することで虫を誘引し、受粉の確率を高めている。また、群れの端の個体は通路側にしなり、動物と接触する機会を増やすことで種子散布の効率を高めている。綿毛と異なり、多くの種子が一度に運ばれるため、新天地でもまとまって発芽し、生存競争に有利となる。このように、ヌスビトハギは、群生と伸長という戦略を組み合わせ、効率的な繁殖を実現していると考えられる。

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ハギは群生することで開花期には見事な景観を作るが、結実期にはひっつき虫型の種子 dispersal 戦略に疑問が生じる。単体のハギは種子が動物に付着しやすく散布には有利だが、群生していると大半の種子はそのまま落下してしまう。背丈があるハギには綿毛や翼による風散布の方が効率的に思えるが、密集した環境では効果が薄い可能性がある。爆発的な散布機構も考えられるが、ハギはひっつき虫戦略を選んだ。そこには何らかのメリットがあるはずだ、という考察。

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公園で観察したハギの開花の様子から、ハギは群生することでより目立ち、虫を惹きつける効果があることを実感した。孤立した株は花が目立たず、ピンク色が霞んでいたのに対し、群生しているハギには多くの昆虫が訪れていた。ハギは群生を前提とした開花戦略をとっていると考えられる。しかし、ハギの種子は落下ではなく、別の方法で散布されるため、群生しやすいとは限らない。この謎については、実がつき始めた頃に改めて考察したい。また、ハギは秋の七草の一つであることから、秋の訪れを感じた。

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ベランダのアサガオの蔓を剪定し、別のプランターの土の上に放置したところ、約1週間後、なんと開花した。蔓は土に挿しておらず、根付いておらず水も与えていない状態。切断された蔓の中に、花を咲かせるための栄養と水分が蓄えられていたことになる。驚くべきアサガオの生命力に感動しつつ、このまま放置すれば種ができるのか疑問に思う。

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植物は土壌微生物と共生関係にあり、光合成産物と有用有機化合物を交換する。枯草菌の中には植物ホルモンのオーキシンを合成するものがあり、植物の根張りを促進する。オーキシンは植物の頂点で合成され根に届くまでに消費されるため、土壌中の枯草菌由来のオーキシンは根の成長に重要。枯草菌を増やすには、彼らが得意とする環境、つまり刈草のような環境を作る必要がある。納豆菌の例のように、特定の資材が豊富にあれば微生物は爆発的に増殖しコロニーを形成する。したがって、牛糞主体の土壌改良は、枯草菌の増殖には適さず、植物の生育促進には刈草成分が豊富な土壌が有効と考えられる。

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奈良時代に薬用として渡来したアサガオは、元は薄い水色の原種系だった。種は下剤に使われ、量によって薬にも毒にもなった。栽培の中で濃い色の花や大きな花、絞り模様、牡丹咲き、変化咲きなど様々な変化が現れ、品種改良が進んだ。海外種との交配でさらに模様が鮮やかになり、ゲノム研究で遺伝子の「飛び回り」も発見された。人々の好奇心と探求心によって、多様なアサガオが誕生し、現在に至る。

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遣唐使が持ち帰った朝顔の種は、当初薬用として利用されていました。下剤としての効能を持つ牽牛子（けんごし）がそれで、現在私たちが観賞する朝顔とは大きく異なる小さな花を咲かせます。奈良時代末期に薬用として導入された朝顔は、江戸時代に入り観賞用として品種改良が盛んに行われました。特に文化・文政期の大ブームでは、葉や花の形に様々な変化が現れた「変化朝顔」が誕生し、珍重されました。現代では見られないほど多様な変化朝顔は、浮世絵にも描かれるなど当時の文化に大きな影響を与えましたが、明治時代以降は衰退し、現在はその一部が保存されているに過ぎません。

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この記事は、変化朝顔の一つである「牡丹咲き」のアサガオについて解説しています。牡丹咲きは、大輪の朝顔がくちゃくちゃっとなり、雄しべが花弁に変異して八重咲きになったもので、その様子が牡丹の花に似ていることから名付けられました。記事では、黄斑入蝉葉紅台咲牡丹大輪という品種の写真とともに、京都府立植物園の朝顔展で撮影された時雨絞りの牡丹咲きの写真も紹介されています。筆者は、さらに牡丹らしい丸い花との遭遇にも期待を寄せています。

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記事は牡丹咲きの朝顔について。獅子咲きと同様に変わり咲き朝顔の一種で、花びらが幾重にも重なり、牡丹の花のように見えることから名付けられた。獅子咲きとは異なり、雄しべ、雌しべが確認できる。色はピンクで、花びらの形は丸みを帯びているものや細長いものなど様々。記事では花びらの枚数の多さや、中央部に少し隙間が見える様子も描写されている。また、変化朝顔の多様性に改めて感嘆し、これらの花がどのようにして生まれたのか、そのメカニズムへの興味を示している。

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記事は獅子咲きの朝顔について説明しています。獅子咲きは、花弁が細く裂けて、まるで獅子のたてがみのような形状になることから名付けられました。京都府立植物園で展示されていた獅子咲きの朝顔は、特に花弁の裂け方が顕著で、通常の朝顔とは全く異なる印象を与えます。色は、青、紫、ピンクなど様々で、色の濃淡や模様も個体によって異なります。獅子咲きは突然変異で生まれたもので、江戸時代から栽培されている伝統的な品種です。その珍しさから、当時の人々を魅了し、現在でも多くの愛好家に楽しまれています。記事では、獅子咲きの朝顔の他に、牡丹咲きや采咲きなど、様々な変化朝顔についても紹介されています。これらの変化朝顔は、遺伝子の複雑な組み合わせによって生み出されるもので、その多様性も朝顔の魅力の一つです。

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ネキリムシの攻撃を受けたアサガオの茎。卵の殻で防御を試みるも、傷は完全には治癒しなかった。しかし、その傷口から不定根が発生。通常、不定根は節から発生するが、今回は傷口を塞ぐ過程で形成された万能細胞「カルス」から生じた。せっかく発生した不定根が乾燥しないよう、土をかぶせて保護した。

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出町柳駅の枝垂柳を見て、なぜ涼しそうに見えるのか考察している。下から見上げると光が透過し、涼しさとは程遠い。しかし、風になびく枝葉の動きが涼しげな印象を与える可能性を指摘。さらに、葉が重なり合う構造でありながら、表裏どちらにも光が当たる効率的な配置に感嘆。シダレヤナギは水辺に強く、川辺に植えられることが多いことから、「川＝納涼」「川＝シダレヤナギ」なので「納涼＝シダレヤナギ」という結論に至る。

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この記事では、植物が持つ繊毛の役割と、その構成成分について考察しています。植物は光合成で生成したグルコースを元にセルロースやデンプンといった多糖類を合成します。セルロースは植物の繊維の主成分であり、グルコースがβ1-6結合で直鎖状に連なった構造をしています。著者は、植物の繊毛もセルロースで構成されていると推測していますが、ケラチンなどのタンパク質の可能性も示唆しています。また、植物にとって糖はアミノ酸合成の原料となる重要な物質であり、アミノ酸はより貴重な資源であると述べています。繊毛の具体的な成分分析は行われていないものの、糖を原料としたセルロースで構成されている可能性が高いと推測しています。

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イネの穂先にある毛に着目し、植物と動物の毛の構成成分の違いについて考察している。植物の毛はセルロース（糖が結合したもの）でできている一方、動物の毛はケラチン（アミノ酸が結合したもの）でできている。植物は糖からアミノ酸を合成するため、貴重なアミノ酸を毛には使わずセルロースを使う。一方、糖を合成できない動物は摂取したアミノ酸から毛を作る。このように、植物と動物では毛の構成成分が異なり、それぞれが持つ資源を反映している点が興味深い。

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下葉が黄化し、軽く触れるだけで簡単に脱落する現象は、植物の自然な生理現象である器官離脱です。これは、老化や病原菌感染、養分不足などから株を守るための仕組みです。葉の付け根に離層が形成され、茎と葉柄の管を塞ぎ、病原菌の侵入を防ぎます。写真のように、葉が落ちる前に傷口は既にふさがっています。この離層形成は、活性酸素による病原菌の駆除が失敗した場合にも起こります。つまり、植物は自ら葉を落とし、被害を最小限に抑えているのです。

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朝顔の行灯仕立ては、その成長の速さから毎日の整枝が欠かせない。つる性の朝顔は支柱に螺旋状に巻き付いて伸びるが、その螺旋の向きは遺伝的に決まっている。時には、つる同士が絡み合い、まるで注連縄のように一本の強靭なつるを形成することもある。これは、個々のつるが集まることで、より安定した構造を作り出す朝顔の逞しさを示している。まるで、ヒルガオの強さに通じるものがある。

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撫子采咲牡丹はカワラナデシコに似た変化朝顔の一種です。花弁が細く裂けており、その形状がナデシコを連想させることからこの名が付けられました。通常の朝顔と異なり、花弁の縁が細かく切れ込み、繊細な印象を与えます。色はピンクや紫など様々で、その可憐な姿は見る者を魅了します。記事では、撫子采咲牡丹の他に、采咲牡丹、獅子咲牡丹といった変化朝顔も紹介されています。これらはすべて、江戸時代に育種家によって生み出されたもので、多様な花の形を持つことが特徴です。これらの変化朝顔は、現代においてもその美しさで人々を惹きつけています。

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京都府立植物園の朝顔展最終日に訪れた筆者は、先日まで見られなかった朝顔の開花に感動した。特に、名前は不明だが采咲牡丹と思われる種類の朝顔の写真を掲載し、その美しさを伝えている。朝顔展自体は終了するが、変化朝顔の展示は8月中は続くため、筆者は朝の運動を兼ねて引き続き観察を続ける予定。次の記事では、朝顔の花の形について考察する。丸い花は、人為的な調整の結果ではなく、遺伝的な形質の組み合わせによって生じる自然な形態の可能性がある。特に、采咲牡丹などの変化朝顔は、遺伝子の変異によって複雑な花弁構造を持つ。筆者は、これらの花の形を観察することで、遺伝子と表現型の関係を探求しようと試みる。

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京都府立植物園の朝顔展で展示されていた「枝垂れアサガオ」は、通常の朝顔と異なり、つるが巻き付かず垂れ下がる性質を持つ。通常のアサガオは光感受性により上へ伸び、周囲に巻き付くが、枝垂れアサガオはこの性質を失っている。これは巻き付く行為自体が光の影響を受けている可能性を示唆する。枝垂れアサガオの光感受性の欠如は、植物ホルモン・オーキシンとの関連が推測される。

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この記事では、京都府立植物園の朝顔展で観察された変化朝顔の多様な形状について述べられています。特に、黄蜻蛉柳葉紫吹掛絞石畳撫子采咲という複雑な名前の朝顔を取り上げ、その名の通り「吹掛絞」「石畳」「撫子」「采咲」といった特徴を写真と共に解説しています。それぞれの形状が遺伝子の発現によるものであり、一見シンプルな朝顔の形が、実は多くの遺伝子の複雑な相互作用によって成り立っていることを示唆しています。加えて、通常の丸咲きの朝顔と比較することで、変化朝顔の特異性を強調し、遺伝子の発現の奥深さを考察しています。