植物のミカタ

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単子葉の木本植物の葉は、細い葉柄で支えられており、重さに耐えきれず下向きに垂れ下がっていることが多いです。これは、双子葉植物のように強靭な枝という構造を持たないためです。落葉広葉樹のように、冬に葉を落としても枝が残る構造は、単子葉植物には見られません。双子葉植物の枝は、葉の展開と落葉を繰り返す、進化的に優れた機能なのです。

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この記事は、生物系出身でRaspberry Piに挑戦している筆者が、パルス幅変調(PWM)を学ぶ過程を記述しています。 まず、LEDの点灯と消灯を繰り返すLチカを通して、HIGH(電気が流れる状態)とLOW(電気が流れない状態)について学びます。次に、PWMの概念、周期、パルス幅、デューティ比について解説し、PWMを用いたLEDの明るさ制御に挑戦します。 具体的なコード例を示しながら、デューティ比を徐々に上げることでLEDが明るくなる様子を観察し、PWMによる制御を体感します。最後に、HIGHはデューティ比100%の状態であり、デューティ比が低くても実際には高速で点滅しているため暗く見えることを補足しています。

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筆者は、ハナバチが横向きや下向きの花を好むという記述から、オニアザミの花の向きについて考察している。一般的にアザミは筒状の集合花で、チョウやハナバチが訪れる。しかし、オニアザミは花が大きく重いため下向きになり、チョウは蜜を吸えなくなる可能性がある。つまり、花の向きが送粉する昆虫の選択性に関わっているのではないかと推測している。筆者は、大型で下向きの花を持つオニアザミには、どのような昆虫が送粉に関わっているのか疑問を投げかけている。

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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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京都市内で珍しく積雪があり、以前観察したカタバミドームの状況を確認するため川原へ行った。カタバミドームは雪に覆われていてもこんもりしており、雪をどけてみると小葉が下向きになっていたものの、ドーム内部に大量の雪は入り込んでいなかった。雪の影響で消耗していないか、雪解け後に再度確認する予定。

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葉緑素の合成にはマグネシウムが必須だが、鉄も同様に重要である。鉄は葉緑体の形成とクロロフィルの生合成に関与する複数の酵素に必要とされる。鉄欠乏になると、クロロフィル合成が阻害され、葉が黄色くなる「クロロシス」が発生する。これは、マグネシウム欠乏の場合と同様の症状を示すため、両者の区別は難しい。土壌分析や葉分析によって正確な診断が必要となる。 鉄は植物体内で移動しにくいため、新しい葉にクロロシスが現れやすい。これは、古い葉に蓄積された鉄が新しい葉に再利用されにくいことを示唆している。鉄の吸収は土壌pHの影響を受けやすく、アルカリ性土壌では鉄が不溶化し吸収されにくくなる。酸性土壌では鉄が溶解しやすいため、過剰症のリスクもある。適切なpH管理が鉄欠乏を防ぐ鍵となる。

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真冬に河川敷で発芽した草の観察記録。寒さや川の水の冷たさにも負けず成長していた草だが、1月の本格的な寒波到来後、様子が変化した。葉の色が変わり、一部は壊死しているように見える。増水で川底の汚泥を浴びた可能性もあるが、寒さの影響も大きいと考えられる。以前に増水と寒波を経験した際も同様の兆候が見られた。時期外れの発芽は、やはり成長に不利なのか、今後の観察を続けたい。

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冬に咲く水仙について、筆者はその開花の謎に迫ります。12月は昆虫が少なく受粉が難しい上、ニホンスイセンは自然受粉が稀で種子もできない（3倍体のため）という事実を紹介。受粉を目的としないにもかかわらず、多大なエネルギーを消費して花を咲かせる理由に疑問を呈します。人為的介入のない自生種も花をつけることから、スイセンには何らかの生存上のメリットがあって花を咲かせているはずだと考察。福井県の県花が越前水仙であることにも触れています。

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ネジバナは、クローバーに囲まれた草原で、小さいながらも目立つ花を咲かせる。集合花で、すべての花が下向きに咲くのが特徴。訪れる昆虫の種類は不明だが、周囲にクローバーが多いことから、ハチやチョウ、アリなどが考えられる。マメ科のクローバーは、ハチとチョウしか蜜を吸えないという記述もある。ネジバナの花の形状や下向きの向きが、どのような昆虫を誘引する役割を果たすのかは、観察が必要である。

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府立植物園の温室で、鮮やかな南国の花々に囲まれる中、目を引く吊るされた花を見つけた。葉の茂みに埋もれることなく、ぴょんと伸びた先に花を咲かせていたが、よく見ると蕊のある部分が下向きになっている。上向きに咲く多くの花と異なり、この花は下向きに咲くことで、特定の生物を惹きつける戦略を持っているようだ。南国での経験がないため、どんな生物が訪れるのか想像もつかないが、生き残るための独自の進化を遂げた花の姿に感銘を受けた。

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スノードロップは、ヒガンバナ科の白い花弁を持つ早春の花である。下向きに咲くため、誰に向けてアピールしているのか疑問を呈している。土中の虫を想定するも、花に群がる様子は見られない。しかし、正面から見ると模様や蕊が確認でき、何らかの受粉媒介者を求めていることが推察される。 ultimately、スノードロップは春の訪れを告げる花として紹介されている。