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福井県越前市や鯖江市の田でアゾラ(アカウキクサ)が大量発生している様子が写真とともに紹介されています。筆者は、アゾラが絶滅危惧種であるにも関わらず、田を覆い尽くすほど繁殖していることに疑問を感じています。葉が赤く光合成に不利なはずのアゾラが繁茂しているのは、土壌の劣化が原因ではないかと推測し、除草剤を使う前に土壌改良をすべきではないかと述べています。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「受光」
田の水表面を覆い赤く見せるアゾラたち
庭の生ゴミを捨てているところでドングリの芽生え
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庭の生ゴミ捨て場からドングリの芽生えを発見。根本の様子からアベマキの可能性を指摘しています。アベマキは森林の端など比較的日当たりの良い場所を好む一方、写真の芽生えは遮るものがなく、強い日差しを受けてストレスを感じているかもしれないと懸念しています。
アカメガシワの黄葉を見て、腐植についてを考える
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アカメガシワの黄葉はキサントフィルという色素によるもの。キサントフィルはラジカルに関与する可能性があり、モノリグノールやキノンとのラジカルカップリングが考えられる。
モノリグノールはリグニンの構成要素であり、ラジカルカップリングによって様々なリグニン構造が形成される。この多様性はリグニンの機能、特に植物の強度や腐朽抵抗性に影響を与える。キノンもラジカル反応に関与し、リグニン生合成経路の一部を担う。キノンは酸化還元反応を触媒し、モノリグノールのラジカル化を促進する役割を持つ。
これらの反応は植物の成長や腐植形成に深く関わっている。キサントフィルもラジカル反応に関与するならば、植物の黄葉と腐植形成にも何らかの関連があるかもしれない。
常緑樹とカロテノイド
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常緑樹であるシラカシの落葉は、黄色い色素（カロテノイド）が残っていることから、落葉樹と常緑樹の違いは、秋頃の葉のカロテノイド消費量の違いではないかと考察しています。シラカシの葉はクチクラ層で覆われ光合成が抑えられているため、カロテノイド合成量が少ない、もしくはアブシジン酸合成能力が低い可能性が考えられます。これは、植物が過剰な光エネルギーから身を守る仕組みと関連している可能性があります。
橙色に色付いたクヌギの木の下で
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記事では、タンニンのタンパク質凝集作用が土壌中の窒素動態にどう影響するかを考察しています。タンニンは土壌中のタンパク質と結合し、分解を遅らせることで窒素の供給を抑制する可能性があるとされています。しかし、実際の土壌環境では、タンニンの種類や土壌微生物の活動など、様々な要因が影響するため、窒素動態への影響は一概には言えません。さらなる研究が必要とされています。
中干し無しの稲作から米の品質向上のヒントを得た
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中干し無しの稲作に取り組む農家の米が、品質検査で最高評価を得た事例を紹介しています。
この農家は、土壌改良、レンゲ栽培、中干し無しに加え、減肥にも取り組んでおり、収量が多いだけでなく、品質も高い米を生産しています。
記事では、この品質向上の要因として、
1. **初期生育段階での発根促進**
2. **猛暑日における水張りによる高温障害回避**
3. **川からのミネラル供給量の増加**
の3点を挙げ、土壌の物理性改善とガス交換能向上による重要性を指摘しています。
さらに、中干し無しの稲作は、水管理コストや農薬散布の削減、夏季の気温上昇抑制にも繋がり、環境にも優しい持続可能な農業を実現するとしています。
ブルーベリー由来のアントシアニンの摂取は目に良い効果をもたらすのか？
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ブルーベリー由来のアントシアニンは、網膜の炎症を軽減し、光受容体であるロドプシンの減少を抑制する抗酸化作用があります。これらの効果により、目の健康を維持し、視力低下を防ぐことが示唆されています。
アントシアニンは植物が光ストレスから身を守るために合成するフラボノイドの一種です。過剰な光を吸収し、活性酸素の発生によるダメージを防ぐ働きがあります。
それゆえ、ブルーベリーのサプリメントの摂取は、現代社会における青色光による光ストレスに対抗し、目の機能を維持するのに役立つ可能性があります。
眼球内でのルテインの利用
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ルテインは、眼球の水晶体と黄斑に多く存在し、特に黄斑では青色光を吸収することで酸化ストレスから目を保護します。
黄斑は、水晶体を通過した光を元に色や形を認識する器官で、色彩を認識する錐体細胞が多く存在します。ルテインは、この錐体細胞の光によるストレスを軽減する役割を担っています。
スマホのブルーライトなどによる眼精疲労の緩和には有効ですが、視力回復効果は低いと考えられています。
ヒトの進化における尿酸の役割
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植物は、水中生活から陸上生活に移行する際に、過剰な光エネルギーへの対策として様々な進化を遂げました。その一つが、光合成の補助色素であるカロテノイドの獲得です。カロテノイドは、強光下で発生する活性酸素から植物自身を守る役割を担っています。水中は光が届きにくいため、水中生活を送っていた祖先は、光合成に必要な光エネルギーを得ることに苦労していました。しかし、陸上進出に伴い光が豊富に得られるようになると、今度は過剰な光エネルギーが細胞に損傷を与えるという問題が生じました。そこで、植物はカロテノイドを進化させることで、過剰な光エネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換することで無害化することを可能にしました。
アキアカネのオスは何故赤い？
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アキアカネのオスが赤くなるのは、体内の抗酸化物質によって色素が変化するためです。酸化型のキサントマチンはオレンジ色ですが、還元型になると赤くなります。アキアカネのオスは成熟すると抗酸化物質が増加し、体が赤くなります。これは、婚姻色としての役割や、強い日差しから身を守るための適応と考えられています。温暖化の影響で未成熟な段階で抗酸化物質が十分に蓄積できないと、産卵期に体が赤くならない可能性も考えられます。
晴れの日の草むらのキノコたち
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植物が陸上に進出した際、水中より強い光への対策が必要となった。その解決策として、過剰な光エネルギーを熱に変換して放出する仕組みを獲得した。これは、カロテノイドやキサントフィルサイクルなどの働きによるもので、光合成の効率を調整し、光によるダメージから植物を守っている。
サンショウの実の香り
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サンショウの実の香りの主成分はd-リモネンと酢酸ゲラニルで、どちらもテルペノイドに属する。リモネンはミカン科のサンショウに含まれることは納得できる。テルペノイドはカロテノイド合成に関連しており、サンショウはカロテノイドも豊富に含むと推測される。先駆植物であるサンショウは、強光下で活性酸素の発生を抑えるキサントフィルサイクルのためにカロテノイドを蓄えている可能性がある。葉の表面のツヤではなく、カロテノイドで過剰な光エネルギーに対処していると考えられる。香りの良い葉にも注目することで、更なる発見があるかもしれない。
葉面積指数LAI
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トマトの摘葉は、果実への栄養供給を高め秀品率向上に繋がる。摘葉の目安として葉面積指数（LAI）を用いる。LAIは床面積1㎡あたりの葉の表面積で、理想値は4。LAI4を目指す摘葉で、利用可能な光を最大限活用できる。ただし、単に葉面積を増やすだけでなく、葉同士の重なりを減らし、下の葉にも光が当たるよう配置することが重要。LAI値の測定は複雑だが、宮城県農業・園芸総合研究所の資料が参考になる。実用上は、LAI値に対応した樹形を把握するのが有効と考えられる。
トマトの一本仕立て
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トマトの一本仕立ては、主茎以外の脇芽を全て取り除くことで、一本の細長い茎に仕立てる栽培方法。脇芽は葉の付け根に発生し、放置すると枝になるが、早期に取り除くことで枝の発生を防ぐ。一本仕立ては、果実の個数は減るものの、一個あたりの品質が向上するため、大玉トマトで採用される。二本仕立ては一本の脇芽を残して育てる方法で、中玉トマトに適している。仕立ての利点は、木全体への受光効率の向上。特にナス科のトマトは下の葉が大きく長持ちするため、下葉への受光は大きなメリットとなる。注意点については次回解説。
トマトの水耕栽培で水温を意識すべきか？
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トマトの水耕栽培において、水温制御の重要性が考察されています。筆者は、根に低温の水を供給することで葉温が下がり、光合成酵素の失活を防ぎ、光合成効率が向上するという仮説を立てました。この疑問から、農研機構の「根域冷却水耕栽培」の研究に辿り着きます。同研究では、供給水を12℃に保つと葉、茎、根の発生は減少するものの、果実の糖度が向上することが判明。これは「木をいじめる」栽培技術に類似し、水温がトマトの成長と品質に大きな影響を与えることが示唆されました。
トマトにどうやってケイ素肥料を効かせるか？
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土壌微生物とケイ素は密接な関係を持つ。植物はケイ酸を吸収し、一部を土壌に放出する。このケイ酸は、特定の微生物によって利用される。例えば、珪藻や放散虫はケイ酸を使って殻を形成し、バクテリアの中にはケイ酸を細胞壁に取り込むものもいる。また、ケイ酸は土壌構造の改善にも寄与し、微生物の生育環境を良好にする。さらに、ケイ酸は植物の病害抵抗性を高める働きがあり、間接的に微生物の活動にも影響を与える。土壌中のケイ酸の存在は、微生物群集の構成や活動に影響を及ぼし、ひいては植物の生育にも関与する複雑な相互作用が存在する。
光ストレス軽減の為の紫外線照射は有効か？
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強い光は活性酸素を発生させ、光ストレスの原因となる。光ストレス軽減にはフラボノイドなどの紫外線フィルターが有効だが、フラボノイドは紫外線以外の光も遮断する可能性がある。また、植物の生育に必要な光も遮断してしまう可能性があるため、人工的に特定の波長の光、例えば緑色光や紫外線を照射する手法も考えられる。トマト栽培では、雨による果実のひび割れを防ぐため遮光を行うが、これがフラボノイド合成を阻害し、光ストレスを受けやすくしている可能性がある。つまり、光合成効率を維持しつつ光ストレスを軽減するには、遮光する光の波長を調整する必要がある。
アブシジン酸は根以外でも合成されているか？
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植物の気孔開閉は、根で合成されるアブシジン酸だけでなく、葉でも合成されることがわかった。葉でのアブシジン酸合成は、光ストレスによる活性酸素の発生を抑えるためと考えられる。合成経路は、カロテノイドの一種であるゼアキサンチンから数段階の酵素反応を経て行われる。このゼアキサンチンは、過剰な光エネルギーの吸収を防ぐキサントフィルサイクルにも関わっている。乾燥していない環境下でも、過剰な日光によって葉でアブシジン酸が合成され気孔が閉じると、光合成の効率が低下し生産性のロスにつながる可能性がある。
施設栽培におけるECの管理について
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猛暑日が多いと、中干しによる土壌の乾燥が植物に過度のストレスを与える可能性が高まります。中干しの目的は過湿を防ぎ根の活力を高めることですが、猛暑下では土壌温度が急上昇し、乾燥した土壌はさらに高温になり、根のダメージにつながります。結果として、植物の生育が阻害され、収量が減少する可能性も。中干しを行う場合は、猛暑日を避け、土壌水分計などを活用して土壌の状態を適切に管理することが重要です。また、マルチや敷き藁などを利用して土壌温度の上昇を抑制する対策も有効です。
トマト果実の割れを回避するために気孔の開閉と光合成を考える
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トマト果実の割れを防ぐには、気孔の開閉による水分コントロールが重要。気孔は光合成に必要なCO2を取り込み、同時に蒸散で水分を失う。光合成が活発な時は糖濃度が上がり、浸透圧で根から水を吸い上げる。しかし、乾燥した日は蒸散量が増え、土壌水分が枯渇しやすいため、植物ホルモンが分泌され気孔が閉じる。葉の湿度は蒸散量に影響するため、光合成には受光量と湿度が関係する。トマトの秀品率向上には、スプリンクラーによる霧状噴霧で葉周辺の湿度を適切に保つことが重要となる。
トマトの花落ちを理解するために微量要素の観点を持ち出す
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トマトの花落ちは、高温や窒素過多で生じる器官離脱現象です。筆者は微量要素の観点から、亜鉛の軽微な欠乏が花落ちに関与すると仮説を立てます。環境ストレス時、植物は重要な亜鉛を花から新芽へ転流させ、そこでストレス耐性物質を合成するため、花を安全に落とすと考察。マンガンや活性酸素の役割にも言及しています。
牛糞で土作りをした時の弊害をまとめてみると
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兵庫の進学校の高校生に肥料の話をした著者は、窒素肥料を減らして炭素資材を増やす土作りを提案した。生徒は土壌中の炭素の役割を理解し、微生物の餌となり土壌構造を改善することを説明できた。しかし、窒素肥料を減らすことによる収量減を懸念し、慣行農法との比較で収量が減らない具体的な方法を質問した。著者は、土壌の炭素貯留で肥料コストが下がり収量が上がる海外の事例を挙げ、炭素資材の種類や施用量、土壌微生物の活性化、適切な窒素肥料量の見極めなど、具体的な方法を説明する必要性を認識した。生徒の疑問は、慣行農法に慣れた農家にも共通するもので、新たな土作りを広めるには、具体的な成功事例と収量への影響に関するデータが重要であることを示唆している。
擁壁の隙間に野イチゴらしき草
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イチゴ栽培において、受光の状態は収量や品質に大きな影響を与える。特に散乱光は、葉の内部まで光を届けるため、光合成を促進し、収量増加に繋がる。ハウス栽培では、散乱光を取り入れる工夫が必要となる。光質は苗の生育段階によっても調整する必要があり、育苗期には散乱光、開花期には直射光を多く取り入れることが望ましい。また、イチゴの品種によっても最適な光質は異なり、品種特性を理解した上で、光質をコントロールすることが重要となる。適切な受光環境を作ることで、高品質で収量の多いイチゴ栽培が可能になる。
イチゴの栽培は受光の質を意識することからなのかもしれない
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温室メロン栽培におけるハダニ防除にUV-B照射の効果検証が行われた。実験では、UV-B照射によりハダニ雌成虫の産卵数が減少し、死亡率が増加。さらに、UV-B照射区ではハダニの天敵であるカブリダニの増加も確認された。これらの結果から、UV-B照射はハダニ防除に有効である可能性が示唆された。しかし、実用化には照射量や照射時間、メロンへの影響など、更なる研究が必要である。また、UV-Bランプの設置コストや運用コストも課題として挙げられている。
家畜糞による土作りの土から収穫した野菜の摂取は健康に繋がるか？
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家畜糞堆肥による土作りは、土壌の硝酸態窒素濃度を高め、作物の生育に悪影響を与える。高濃度の硝酸態窒素は根の成長を阻害し、土壌のヒビ割れを引き起こし、根へのガス障害も発生しやすい。結果として、作物は亜鉛などの微量要素を吸収できず、硝酸イオン濃度が高い葉を形成する。このような野菜は栄養価が低く、健康効果は期待できないばかりか、高濃度の硝酸イオンと不足する抗酸化物質により、健康を害する可能性もある。葉のビタミンCが硝酸イオンの影響を相殺するという意見もあるが、酸化ストレスの高い環境ではビタミンCも期待できない。適切な施肥設計で硝酸イオン濃度を抑制し、健康的な野菜を育てることが重要である。
とあるマメ科の草の冬越しの続き
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マメ科の草が、冬の寒さの中で葉を閉じ、垂れ下がった状態で生存している様子が観察された。葉は緑色を保っており、低温障害は発生していない。葉の裏面を互いに向けるこの状態は、乾燥した空気から葉を守るため、葉の周りの湿度を保つ役割を果たしていると考えられる。さらに、受光量を減らすことで過剰な光合成を防いでいる可能性もある。他に、葉の上に雪などが積もりにくくなる効果も考えられる。この植物の冬越し戦略は、永久しおれ点やアントシアニンの蓄積といった植物生理学の観点からも興味深い。冬は植物の生存戦略を学ぶ良い教材となる。
アザミのロゼットは美しい
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冬枯れの野原で、アザミのロゼットが美しい姿を見せている。枯れたイネ科の草の縁に位置することで、冷たい風を避けつつ日光を十分に浴びることができる。ロゼットの葉はアントシアニンによって濃く色づいており、過剰な光から身を守っている。厳しい環境の中で、風除けと日当たりの良さを両立させ、さらにアントシアニンで光量を調節するという機能的な美しさは、自然の巧みさを物語っている。おそらくノアザミと思われるこのロゼットは、春に向けて着々と準備を進めている。
林縁の林床に行って空を見上げる
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林縁部は、光環境が変化に富む場所である。内側の林床は一見暗いものの、実際に近づいて空を見上げると、木々の隙間から相当量の光が差し込んでいる。これは、林縁の木々が林冠を形成するほど密に枝葉を展開しないためである。この明るい林床は、後発の木々の成長を可能にする。
一方、同じ木でも、日向と日陰の葉では形状が異なる。陰葉は陽葉より薄く、光合成能力を抑えつつ呼吸量も減らし、少ない光を効率的に利用する。落葉樹と常緑樹の違いもこの光環境への適応戦略の違いとして理解できる。また、アザミのような植物は、より多くの光を求めて花を林の外側に向ける。このように、林縁は多様な植物の生存戦略が観察できる興味深い場所である。
陽葉と陰葉
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常緑樹の暗い林床でシイのような樹木が育つ仕組みを、陽葉と陰葉の違いから説明している。光合成を行う葉肉細胞を含む葉は、光が十分に当たる場所では陽葉として厚く、柵状組織が発達する。一方、林床のような光が少ない場所では陰葉となり、柵状組織の層が薄く、海綿状組織の密度も低い。これは、葉緑体の維持コストと光利用効率の最適化によるもの。陰葉は少ない光を効率的に利用する構造になっているため、暗い林床でも成長できる。
コナラの落葉から落葉性を考える
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紅葉した落ち葉が土に還る過程は、様々な生物の共同作業による。まず、落ち葉はミミズやダンゴムシなどの土壌動物によって細かく砕かれ、糞として排出される。次に、カビやキノコなどの菌類や細菌が、落ち葉や糞の中の有機物を分解する。これにより、植物が利用できる無機養分が土壌中に放出される。さらに、分解された有機物は腐植となり、土壌の保水性や通気性を向上させる。この循環によって、落ち葉の栄養分は再び植物に吸収され、森林生態系の維持に貢献する。特に、ブナ科樹木の落葉は、土壌の肥沃化に重要な役割を果たしている。
リン酸欠乏で葉が赤や紫になることを考えてみる
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リン酸欠乏で葉が赤や紫になるのは、アントシアニンが蓄積されるため。疑問は、リン酸不足でエネルギー不足なのにアントシアニン合成が可能かという点。
紅葉では、離層形成で糖が葉に蓄積し、日光でアントシアニンが合成される。イチゴも同様の仕組みで着色する。
アントシアニンはアントシアン（フラボノイド）の配糖体。フラボノイドは紫外線防御のため常時存在し、リン酸欠乏で余剰糖と結合すると考えられる。
リン酸欠乏ではATP合成が抑制され、糖の消費が減少。過剰な活性酸素発生を防ぐため解糖系は抑制され、反応性の高い糖はフラボノイドと結合しアントシアニンとなる。
カキの葉とネコ
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植物が水中から陸上へ進出した際、水中の1000倍もの強い光に晒されるという問題に直面しました。この過剰な光エネルギーは、光合成の処理能力を超え、活性酸素を発生させ、植物にダメージを与えます。そこで植物は、カロテノイドなどの色素を蓄積することで、過剰な光エネルギーを吸収し、熱として放散する仕組みを進化させました。
陸上植物の祖先は緑藻類ですが、緑藻類は強光下ではカロテノイドを大量に蓄積し、オレンジ色に変色することで光阻害を防ぎます。陸上植物もこの能力を受け継いでおり、紅葉もカロテノイドの増加による色の変化が要因の一つです。さらに、陸上植物は、より複雑な光防護システムを進化させ、過酷な陸上環境への適応に成功しました。
薄い色の花弁のアサガオからフラボノイドのことを考える
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薄い花弁のアサガオの生育不良と黄緑色の葉の関連性について考察した記事です。生育の遅延は、フラボノイドの合成量の低下が原因だと推測されています。
通常、植物は紫外線対策としてフラボノイドを葉に蓄積しますが、合成量が減少すると紫外線による活性酸素の発生が増加し、活性酸素除去のためにグルタチオン合成にアミノ酸が消費されます。結果として成長に必要なアミノ酸が不足し、生育が遅延すると考えられています。
記事では、青色色素合成酵素の欠損ではなく、フラボノイド自体の合成量の低下が原因であると推測しています。その理由は、もし酵素が欠損しているだけであれば、中間生成物である黄色や赤の色素が蓄積し、花弁や葉がこれらの色になるはずだからです。この黄葉の性質は、今後のアサガオ栽培における一つの知見となります。
葉の色が濃くなるとどうなるのか？
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葉の色が濃い野菜は硝酸態窒素濃度が高く、秀品率が低下する。牛糞堆肥中心から植物性堆肥に変えることで、ミズナの葉の色は薄くなり、秀品率は向上した。硝酸態窒素は植物体内でアミノ酸合成に利用されるが、その過程はフィレドキシンを必要とし、光合成と関連する。硝酸態窒素過多はビタミンC合成を阻害し、光合成効率を低下させる。また、発根量が減り、他の栄養素吸収も阻害される。結果として、病害抵抗性も低下する。葉の色は植物の健康状態を示す重要な指標であり、硝酸態窒素過多による弊害を避けるため、植物性堆肥の利用が推奨される。
日差しの強い芝生でキノコが生えた
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梅雨時、日差しの強い芝生にキノコが生え、それが周辺の草に良い影響をもたらすのか、それとも競合するのかという疑問から調査が始まった。芝生に生えるキノコとしてシバフタケに注目し、その特性を調べた結果、シバフタケは甘みのもとであるトレハロースを多量に含み、この糖分によって乾燥後も細胞を再生・復活させることが判明した。筆者は、もし今回のキノコがシバフタケで、そのトレハロースが周囲の植物に作用すれば、これから始まる夏の厳しい暑さに対する耐性を与える可能性があるのではないかと想像を巡らせている。
放線菌のカロテノイド生合成
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乳酸菌に続き、放線菌でもカロテノイド合成が確認された。高野氏の研究によると、土壌中の放線菌は光を感知してカロテノイド生産を促進する。これは光受容による酵素発現が鍵となっている。興味深いのは、ある放線菌が産生する鉄包摂化合物が、別種の放線菌の抗生物質生産を促進する現象だ。つまり、土壌微生物にとって光は重要な環境因子であり、カロテノイドがその作用に一役買っている可能性がある。
林床で光が差し込むところに生えた植物
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近所の林床で、光が差し込む場所に育つつる性植物を観察した。奇数羽状複葉で小葉の縁が波打っていることから、フジではないかと推測している。この植物は、木に絡みつきながら上へ伸びていた。林床は薄暗いが、この場所には比較的長く光が当たるため、植物は成長できたと考えられる。つる性植物は、限られた光を最大限に活用し、厳しい生存競争を勝ち抜いている。
鮭とイクラのカロテノイド
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鮭の赤い身とイクラの鮮やかな橙色は、アスタキサンチンというカロテノイド色素による。鮭は自身でアスタキサンチンを合成するのではなく、微細藻類のヘマトコッカスが産生したものを摂取し蓄積する。産卵期の雌鮭は卵（イクラ）にアスタキサンチンを移すため、産卵後の身は白くなる。つまり、イクラの鮮やかな色は親から子への贈り物である。カニの一部もアスタキサンチンによる赤い色を持つ。
カロテノイドの生合成
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植物は紫外線対策としてカロテノイドを合成する。動物は摂取すると免疫維持に役立てる。カロテノイドはニンジンのβ-カロテンやトウモロコシのゼアキサンチンなど、黄色〜橙色の色素。光合成時の活性酸素除去、受粉のための昆虫誘引にも利用される。フィトエンを出発点に酵素反応でβ-カロテンが合成され、水酸基が付くとキサントフィルとなる。種類によって光の吸収波長が変わり、色が変化する。合成経路や蓄積器官、栽培による増加などは今後の課題。
健康的に生きる上でカロテノイドが大事だから蓄積するのだろう
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この記事は、カロテノイドの重要性を卵の黄身の色を例に挙げ、健康への効果を解説しています。鮮やかな黄身は人工的でなく、親鳥が雛にカロテノイドという有益な物質を与えている証拠だと述べています。カロテノイドとフラボノイドは、植物が紫外線から身を守るために獲得した抗酸化物質であり、人間が摂取することで同様の効果が得られると説明。具体的には、免疫細胞の保護や殺菌後の活性酸素除去に役立つことを学術論文を引用して示し、ウイルス感染症の重症化抑制にも繋がると推測しています。そして、作物におけるカロテノイド増加の方法を探るには、除草剤のような減少させる仕組みを調べるのが有効であり、PDS阻害剤のようなカロテノイド合成を阻害する除草剤の存在を例に挙げています。
黄色い色素のケルセチン
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ミヤコグサの黄色色素ケルセチンは、ハチミツにも含まれ、様々な健康効果を持つ。研究によると、ケルセチンは抗炎症作用、抗うつ作用、筋萎縮抑制効果を示す。摂取されたケルセチン配糖体は体内でグルコースが外れ、グルクロン酸抱合を受けてマクロファージに作用する。植物色素は紫外線防御のために発達し、人体にも有益だ。ウィルス関連の話題が多い現在、植物色素の知見は重要性を増している。ケルセチンは自然免疫を高める可能性も示唆されている。
ミヤコグサの花弁の色はなぜ珍しいのだろう？
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ミヤコグサの花弁は黄色と赤色が混在し、珍しい。黄色はフラボノイドの一種ケルセチンの配糖体とカロテノイドに由来する。赤色はカロテノイドの酸化によるものと考えられる。ケルセチンの配糖体は安定しているが、カロテノイドは酸化されやすい。花弁形成後、時間の経過とともにカロテノイドが酸化し赤くなるため、黄色と赤が混在する。フラボノイドとカロテノイドの組み合わせを持つ花は少なく、これがミヤコグサの花弁の色の珍しさの一因と考えられる。ケルセチンはハチミツにも含まれるフラボノイドで、人体への良い影響も示唆されている。
コトブキ園さんから恵壽卵を頂きました
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コトブキ園から葉酸が豊富な「恵壽卵」をいただいた。鮮やかなオレンジ色の黄身が特徴で、これは鶏の飼料に含まれるカロテノイドによるもの。カニ殻に含まれるアスタキサンチンで黄身が濃くなることが発見されたが、アレルゲンの問題からカボチャやパプリカが代替として使われる。黄身の鮮やかさは抗酸化作用の強さを示し、親から子への贈り物と言える。卵は酸化しにくく鮮度が保たれ、美味しく食べられる期間も長い。また、亜鉛も豊富に含む。レッドチェダーチーズの赤色も牛乳由来のカロテノイドによるもので、哺乳類の母乳にはカロテノイドが含まれる。黄身の鮮やかさは価値であり、機能性を高める重要な要素と言える。
レンゲ米は美味しいのか？
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レンゲ米は窒素固定による肥料効果以上に、土壌微生物叢や土壌物理性の向上、連作障害回避といった効果を通じて美味しさを向上させると推測される。レンゲ栽培は土壌への窒素供給量自体は少ないが、発根量が多いほど効果が高いため、生育環境の整備が重要となる。また、美味しい米作りには水に含まれるミネラルやシリカの吸収も重要であり、レンゲ栽培はこれらの吸収も促進すると考えられる。油かすや魚粉といった有機肥料も有効だが、高評価の米産地ではこれらを使用していない例もあり、美味しさの要因は複雑である。
運動と免疫
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秀品率向上には、植物の生育に必須な微量要素である亜鉛の適切な供給が新たな課題となっている。亜鉛欠乏は生育不良や収量低下を引き起こすため、土壌診断に基づいた施肥設計が重要だが、土壌への亜鉛供給だけでは植物への吸収効率が悪く、効果的な対策とは言い難い。葉面散布も有効だが、散布時期や濃度、製剤の違いによって効果にばらつきが生じる。そこで注目されているのが、キレート剤を用いた亜鉛供給や、光合成細菌などの微生物を利用した吸収促進技術である。これらの技術により、植物体内の亜鉛濃度を高め、秀品率向上に繋げる試みが進められている。しかし、最適な施用方法やコスト面など、実用化に向けた更なる研究開発が必要とされている。
地衣類のいる場所
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著者は、桜の幹に地衣類が多いという当初のイメージを再考している。摂津峡公園の桜広場で見かけた地衣類から、大都市の桜並木で地衣類が少ない理由を考察した。国立科学博物館の情報を参考に、地衣類、特にウメノキゴケは排気ガスに弱いことを知る。摂津峡公園の桜広場は高台にあり、車の通行が少なく、排気ガスの影響が少ない。さらに、桜の名所として剪定などの管理が行き届き、地衣類にとって日当たりが良い環境である。これらのことから、桜の幹と地衣類の相性というより、人為的な管理によって地衣類が生育しやすい環境が作られている可能性を指摘する。
解毒物質供給機能としての糖
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植物における糖の機能の一つとして、解毒物質の供給がある。動物ではグルクロン酸が毒物と結合し排出されるグルクロン酸抱合が知られる。植物でもグルクロン酸はビタミンC（アスコルビン酸）の合成経路であるD-グルクロン酸経路の中間体となる。アスコルビン酸は抗酸化作用を持つため、間接的に解毒に関与していると言える。また、植物はD-ガラクツロン酸経路、D-マンノース/L-ガラクトース経路でもアスコルビン酸を合成する。糖はエネルギー源以外にも様々な機能を持ち、植物の生産性や病害虫耐性にも関わる可能性がある。
ペクチンは何から出来ている？
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ペクチンは植物の細胞壁や細胞間層に存在する多糖類で、主要構成成分はガラクツロン酸である。ガラクツロン酸はグルコースからUDP-糖代謝を経て合成されるガラクトースが酸化されたもの。つまり、ペクチンの材料は光合成産物であるグルコースを起点としている。ガラクトース自体は主要な炭素源である一方、細胞伸長阻害等の有害性も持つため、植物は単糖再利用経路でリサイクルまたは代謝する。ペクチン合成にはマンガンクラスターによる光合成の明反応が重要だが、家畜糞の連続使用はマンガン欠乏を招き、光合成を阻害する可能性がある。つまり、健全な土壌作り、ひいては良好な植物生育のためには、マンガン供給にも配慮が必要となる。
虫にかじられやすい株とそうでない株の違いは何だ？
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虫に食害されやすいアブラナ科植物とそうでないものの違いは、食害時に生成される防御物質イソチオシアネートの合成能力の差にある可能性が高い。イソチオシアネート合成には、材料のグルコシノレートと酵素ミロシナーゼが必要だが、グルコシノレートは硫黄があれば普遍的に合成されるため、ミロシナーゼの活性が鍵となる。試験管内での実験では、カリウムイオンとビタミンCがミロシナーゼ活性を高めることが示されている。 カリウムが不足すると植物の養分吸収能力が低下するため、イソチオシアネート合成にも影響する可能性がある。つまり、食害を受けにくい株はカリウムが十分に供給されていると考えられる。米ぬか施肥によるカリウム補給と土壌改良は、植物の防御機構強化に繋がる有効な手段かもしれない。
なぜそこにシダ植物がいるのだ？
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長野県栄村の山を切り崩した場所に、シダ植物が繁茂している様子が観察された。夏前は草もまばらだった場所だが、切り崩し前はシダが生えていた。シダは日陰のイメージがあるが、ここは光を多く受ける場所だ。種子でなく胞子で繁殖するため、休眠していたとは考えにくい。周辺のシダが素早く進出したのだろう。シダは日当たりの良い場所でも生育できることが分かり、霧の多さが生育に適した環境を提供している可能性も考えられる。
健康に育った野菜は人の健康へと繋がるはず
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葉物野菜の筋っぽさは、開花準備の開始による栄養分の移動が原因とされる。開花が早まる要因として塩ストレスが挙げられ、高塩濃度環境では開花が促進されるという研究結果がある。つまり、土壌の高塩濃度化は野菜の食感を損なう。家畜糞堆肥による土作りは塩濃度を高める可能性があり、食味低下につながる。一方、土壌の物理性を高め、高塩環境を避けることで、野菜は美味しく育ち、人間の健康にも寄与する。ストレスの少ない健康的な栽培が、美味しい野菜、ひいては人の健康につながる。
野菜の美味しさとは何だろう？カロテノイド
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この記事では、野菜の美味しさ、特にカロテノイドに着目して考察しています。ニンジンやトウガラシなどの色鮮やかさはカロテノイドによるもので、視覚的に美味しさを喚起します。また、横濱鶏の黄金色の油も飼料由来のカロテノイドによるもので、独特の旨味を持つとされます。カロテノイドは抗酸化作用があり、発がん抑制効果も報告されています。著者は、美味しさの追求が健康につながる可能性を示唆し、B級品ニンジンを摂取した家族の癌が軽減したという逸話を紹介しています。さらに、β-カロテンが免疫グロブリン合成に関与する可能性にも触れ、野菜の持つ健康効果の多様性を示しています。
野菜の美味しさとは何だろう？味覚の増強
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家畜糞堆肥は土壌改良に広く利用されているが、土壌病害リスク、雑草種子混入、過剰な窒素供給による硝酸態窒素の流出、土壌酸性化、アンモニアガス発生などの問題点がある。これらの問題は土壌生態系を乱し、持続可能な農業を阻害する。化学肥料は土壌劣化を招くと批判されるが、適切な施肥設計に基づいた化学肥料の使用は、土壌環境の悪化を防ぎ、健全な作物生産を実現する。家畜糞堆肥の利用を見直し、土壌と環境への負荷を軽減する方向へ転換する必要がある。
トウガラシの赤い色素の合成を追う
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植物におけるカロテノイド生合成は、IPPとDMAPPを前駆体として非メバロン酸経路またはメバロン酸経路で進行する。最終生成物はカロテノイドであり、様々な構造と機能を持つ。例えば、光合成の補助色素や抗酸化物質として働く。カロテノイド生合成の制御は、代謝工学的手法で遺伝子発現を操作することで可能となる。これにより、特定カロテノイドの増産や新規カロテノイドの創出が可能となる。栄養価向上や産業利用などへの応用が期待されている。
オーガニックファームHARAさんのキャロライナ・リーパー
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植物の上陸は、過剰な太陽光への対処という課題をもたらしました。水中は光が減衰されるため光合成には効率的でしたが、陸上では強すぎる光が光合成器官に損傷を与えかねません。そこで植物は、カロテノイドなどの色素分子を進化させました。カロテノイドは、余剰な光エネルギーを吸収し、熱として放散することで光阻害を防ぎ、光合成の効率を維持します。
陸上植物のカロテノイド生合成経路は、シアノバクテリア由来の葉緑体と、真核生物の祖先が獲得した経路の融合によって成立しました。特に、陸上植物はカロテノイドを多様化させ、様々な環境に適応しています。この多様化は、遺伝子重複や機能分化といった進化メカニズムによって実現されました。結果として、カロテノイドは光合成の効率化だけでなく、植物の生存戦略において重要な役割を果たすようになったのです。
ネギ畑にネナシカズラが現れた
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ネナシカズラは、根や葉を失って宿主植物に寄生するヒルガオ科の寄生植物です。京都のネギ畑に初めて出現し、その出現原因は不明です。
ネナシカズラは光合成を捨てて寄生生活を送っており、黄色の色素を持っています。卵菌など他の寄生生物と同様に、かつては光合成を行う藻類だった可能性があります。
ネナシカズラは現在、葉緑素を捨てている最中にあると考えられます。ヒルガオ科の強い適応力は、この寄生植物の出現にも関与している可能性があります。
クローバの斑紋は何故あんなにも綺麗なのだろう？
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植物が陸上に進出した際、水棲時代よりはるかに強い光に晒されることになった。この過剰な光エネルギーは光合成の能力を超え、活性酸素を生み出し、植物にダメージを与える。これを防ぐため、植物は様々な光防御メカニズムを進化させた。カロテノイドなどの色素は過剰な光エネルギーを吸収し、熱として放散する役割を果たす。また、葉の角度を変える、葉を落とす、気孔を開閉して蒸散により葉の温度を下げるなどの方法も用いられる。これらの適応は、植物が陸上環境で繁栄するために不可欠だった。特に、強光阻害への対策は、光合成の効率を高めるだけでなく、植物の生存そのものを可能にする重要な進化であった。
ブロッコリの根に秘めたる可能性
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ブロッコリの根に秘められた抗がん作用の可能性について紹介する記事です。ブロッコリの各部位から抽出した成分の乳がん細胞抑制効果を調べたところ、花蕾ではなく根に最も高い効果が見られました。根にはビタミンC、ビタミンU、ポリフェノールなどの既知の栄養素は少ないにも関わらず、強い抑制効果を示したことから、未知の成分の存在が示唆されます。また、ビタミンUは胃粘膜の修復に関与し、植物では耐塩性獲得に関係している可能性が示唆されています。ブロッコリには、まだまだ知られていない健康効果が秘められていると考えられます。
太陽と海と藻類たち
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海中の太陽光到達深度と藻類の色素の関係が、生育する藻の種類を決定づける。浅瀬では赤色の波長が減衰し、深くなるにつれ黄色、そして青色以外の波長が消失する。藻類の色素は補色の波長を吸収するため、緑色の陸上植物や緑藻は浅瀬で緑色の光を反射し、過剰な受光を防ぐ。一方、紅藻は緑〜青色の補色である赤い色素を持つため、より深い場所で生育する。海苔として食用にされる様々な藻類は、生物学的には大きく異なり、栄養価も異なる。紅藻（スサビノリ）はビタミンB12（コバラミン）を合成する細菌と共生している。
アーケプラスチダの藻類たち
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植物の葉が緑色に見えるのは、緑色の光を反射するからである。しかし、なぜ緑色の光を利用しないのか？
アーケプラスチダと呼ばれる酸素発生型光合成生物群は、紅藻、緑藻、灰色藻などに分類される。紅藻のフノリは海苔の一種であり、緑藻のノリも海苔に含まれる。海苔にはビタミンB12が豊富に含まれるが、フノリにも含まれるかは次回の記事で解説される。灰色藻は原始藻類から進化し、陸上植物の祖先となったと考えられている。
真核藻類の誕生
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植物にはビタミンB12がない一方で、海苔などの藻類には豊富に含まれる。藻類の起源を探るため、細胞内共生説を概観する。
酸素発生型光合成を行う細菌や酸素呼吸を行う細菌が登場した後、ある古細菌が呼吸を行う細菌を取り込みミトコンドリアを獲得し、真核生物へと進化した。さらに、真核生物の一部は光合成を行う細菌を取り込み葉緑体を得て、灰色藻のような真核藻類となった。この真核生物が他の細菌を取り込んで共生する現象を一次共生と呼ぶ。
海苔のビタミンB12の謎を解く鍵は、このような藻類誕生の過程に隠されていると考えられる。
高pHの土壌を好みつつ、鉄を欲するホウレンソウ
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二価鉄は植物の生育に必須の微量要素であり、特にクロロフィルの合成に不可欠である。しかし、土壌中の存在量は少なく、かつ酸化されやすい不安定な物質であるため、植物は効率的な吸収メカニズムを発達させてきた。戦略の一つとして、土壌を酸性化し二価鉄の溶解度を高める方法がある。また、根から鉄をキレート化する物質を分泌し、吸収しやすい形に変換する植物も存在する。さらに、一部の植物は三価鉄を還元して二価鉄として吸収する能力も備えている。このように、植物は様々な戦略を駆使して、土壌中から限られた二価鉄を効率的に吸収している。しかし、土壌pHの上昇や過剰なリン酸は鉄の吸収を阻害するため、適切な土壌管理が重要となる。
植物にとってビタミンB6とは？の続き
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植物にとってビタミンB6、特に活性型であるピリドキサールリン酸(PLP)は、紫外線ストレスへの防御に重要な役割を果たす。PLPはシステインとヘムの生合成に関与し、これらは抗酸化酵素（グルタチオンペルオキシダーゼ、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ、カタラーゼ）の構成要素となる。これらの酵素は紫外線によって生成される活性酸素の除去に働く。さらにPLP自体も活性酸素と反応する。また、PLPはグルタミン酸からGABAへの変換にも関与する。システインやヘムは他の代謝経路でも重要であるため、ビタミンB6は紫外線耐性以外にも様々な機能を持つと考えられる。
酸素発生型光合成の誕生の前に
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藻類の進化に関する書籍を元に、酸素発生型光合成誕生以前の生命活動について考察。太古の海ではFe²⁺イオンによる過酸化水素発生が頻繁に起こり、生物は自己防衛のため過酸化水素を分解するカタラーゼを獲得した。カタラーゼはマンガンを補酵素として利用する。後に酸素発生型光合成を担うマンガンクラスターもマンガンを利用しており、水から電子を取り出す構造がカタラーゼと類似していることから、レーンの仮説では、カタラーゼから光合成の機能が進化した可能性を示唆。仮説の真偽は今後の研究課題だが、マンガンが光合成において重要な役割を持つことは明らかである。
酸素供給剤が効く時に働く酵素
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酸素供給剤は過酸化石灰から発生する過酸化水素がカタラーゼ酵素によって酸素と水に分解されることで効果を発揮する。カタラーゼは、過酸化水素を酸化し電子を受け取ることで無害化する。この反応において、カタラーゼの補酵素としてヘムとマンガンが機能し、電子を受け取る役割を果たす。つまり、マンガンが欠乏しているとカタラーゼの働きが弱まり、酸素供給剤の効果が十分に発揮されない可能性がある。オキシドールのような過酸化水素を主成分とする消毒液も同様のメカニズムで効果を発揮するため、マンガンは重要な役割を担っている。
ブロッコリは栄養豊富
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葉でアントシアニンを蓄積させる意味は、主に強い光や紫外線から植物体を保護するためです。アントシアニンは抗酸化作用を持つ色素で、過剰な光エネルギーを吸収し、光合成器官の損傷を防ぎます。特に、若い葉や紅葉時の葉でアントシアニン蓄積が見られます。若い葉は光合成系が未発達で光ダメージを受けやすい一方、紅葉時は葉緑素が分解され、残されたアントシアニンが目立つようになります。さらに、アントシアニンは昆虫の食害や病原菌感染からも植物を守ると考えられています。このように、アントシアニンは植物にとって過酷な環境ストレスから身を守るための重要な役割を果たしています。
ビタミンAとロドプシン
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ニンジンに含まれるβ-カロテンは体内でビタミンAに変換され、視細胞でロドプシン合成に利用される。ロドプシンは光受容体で、光を感知し視覚情報を脳に伝える。興味深いことに、細菌にもバクテリオロドプシンという類似タンパク質が存在する。これは光エネルギーを利用して水素イオンを輸送するプロトンポンプとして機能する。ロドプシンとバクテリオロドプシンの類似性は、動物の視覚と細菌のエネルギー産生という一見異なる機能が、進化的に関連していることを示唆している。つまり、動物が植物の色素を利用する仕組みは、太古の生物が獲得した機能に根ざしていると考えられる。
赤橙色の色素からビタミンAができる
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β-カロテンなどのカロテノイドは、植物性食品に含まれるプロビタミンAとして摂取される。小腸でβ-カロテンは2分子のレチノール（ビタミンA）に変換され、肝臓に貯蔵される。ビタミンAは、眼の桿状体細胞でロドプシンという視色素の構成成分となり、視覚に重要な役割を果たす。ビタミンAが不足すると夜盲症などを引き起こす。また、免疫機能の維持にも関与し、欠乏すると感染症にかかりやすくなる。かぼちゃはβ-カロテンを豊富に含むため、風邪予防に効果的と言える。
冬至にかぼちゃを食べると風邪をひかないというけれど
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冬至にかぼちゃを食べると風邪をひかないと言われるが、かぼちゃにはβ-カロテン、ビタミンC、E、B1、B2、ミネラル、食物繊維が豊富に含まれる。ビタミンB1は糠漬け、ビタミンCとEは別記事で触れたため、今回はミネラルとβ-カロテンについて考察する。ミネラルは果菜類の果実内発芽から鉄やカリウムが多いと予想される。β-カロテンは赤橙色の色素で、植物では補助集光作用がある。生物史初期に誕生した赤橙色の色素は紅色細菌が持っていたもので、植物の色素が人にとって有益な理由を考察したい。
植物ではビタミンCの合成はどのように行われるか？
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二価鉄は植物の生育に必須の微量要素だが、その扱いは難しい。光合成、呼吸、窒素固定など生命活動の根幹に関わる多くの酵素の活性中心として機能する一方で、過剰な二価鉄は活性酸素を発生させ、細胞に損傷を与える。そのため、植物は巧妙な制御機構を備えている。鉄の吸収、輸送、貯蔵、利用を調節するタンパク質群が働き、必要量を確保しつつ過剰を防いでいる。鉄欠乏になるとクロロシス（葉の黄化）などの症状が現れ、生育が阻害される。土壌pHや他の金属イオンの存在も鉄の吸収に影響を与えるため、適切な土壌管理が重要となる。
遥か昔に植物が上陸にあたって獲得した過剰な受光対策
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植物は陸上に進出する際、強光による活性酸素の発生という問題に直面した。その対策として、キサントフィルサイクルという仕組みを獲得した。これは、強光下ではビタミンC（アスコルビン酸）を使ってキサントフィルという色素を変換し、集光効率を下げて活性酸素の発生を抑える仕組みである。逆に弱光下では、変換を逆向きに行い集光効率を上げる。ビタミンCを多く含む小松菜のような緑黄色野菜の存在は、このキサントフィルサイクルと関連づけて理解できる。このことから、作物栽培においてビタミンC合成に着目することで生産性向上につながる可能性がある。
ヒノキ科スギ属の植物を求めて
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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。
重要だけど扱いにくいものでもある二価鉄
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二価鉄(Fe²⁺)は、電子を容易に受け渡しできるため、光合成を含む植物の生命活動において電子の運搬役として不可欠です。電子は物質の合成や分解、エネルギー源として重要であり、二価鉄はその供給を担います。しかし、二価鉄は酸化しやすく活性酸素を発生させるリスクがあるため、過剰症に注意が必要です。植物は、土壌中の三価鉄(Fe³⁺)を還元して二価鉄として吸収する戦略を持ち、体内で糖などから電子を得てこの還元を行います。二価鉄を肥料として利用する場合、酸化を防ぐため有機酸で包み込んだキレート鉄が用いられます。二価鉄は、リスク管理が必要だが、成長を促進する重要な要素です。
光合成の明反応-後編
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光合成の明反応後編では、電子伝達系に関わる物質の詳細が説明されている。シトクロムb6f複合体にはヘム鉄を含むシトクロムが、プラストシアニンには銅が、フィレドキシンには鉄-硫黄クラスターが含まれ、それぞれ電子の運搬役を担う。これらの物質の合成にはグルタミン、マグネシウム、二価鉄、マンガン、カルシウム、硫黄などが必要となる。特に、これまで注目されてこなかった二価鉄の重要性が示唆されている。
光合成の明反応-前編
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この記事では、光合成の明反応に関わる必須元素を解説しています。明反応は、水から電子を取り出しNADPHを生成する過程で、マンガンクラスターが水の分解にマンガンを必要とすることを説明しています。さらに、光化学系ⅠとⅡではクロロフィルが光エネルギーを吸収するためにマグネシウムが必須であることを述べています。加えて、高エネルギー反応に伴う活性酸素対策としてカロテノイドが存在し、βカロテンは炭素と水素のみで構成されていると補足しています。これらの元素の供給が光合成、ひいては植物の生育に不可欠であることを示唆しています。
攻めるアサガオ
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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。
真夏のイネの根元での奮闘
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真夏の水田で、水がない時期に発芽した雑草の苦闘を描写。イネの生育を阻害する雑草の抑制のため、水田の水位を調整する農法に触れつつ、繁茂したイネの根元で芽吹いた雑草に注目。既にイネが日光を遮る環境下で、発芽という本能に従ったものの、生育競争に勝ち抜くのは困難な状況。生命の逞しさと同時に、生存競争の厳しさを示唆している。
クズはおそらく河川敷の覇者だろう
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河川敷のクズは、つるを伸ばして広範囲に勢力を拡大し、他の植物に巻き付いて高い場所を占拠する。まるで戦略的に拠点を築き、有利な場所を確保してから周囲を攻めるかのようだ。弱点としては、見通しの良い場所に根元があるため、そこを切られるとダメージを受ける点が挙げられる。しかし、クズは不定根によって再生するため、根元を切られても簡単には枯れない。その繁殖力と生命力の強さから、河川敷の覇者と言えるだろう。
藪から出ないし、藪の内側へと突き進まない
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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。
スベリヒユの持つCAM回路
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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。
追随を許す
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道端のヨモギ群生の間には、ハコベが伸びているのが観察された。他の植物がヨモギの領土に侵入できることから、ヨモギは受光領域の競合に無関心か、領土拡大に執着していないのではないかと筆者は推測する。筆者は、このような植物間の相互作用を春の楽しみとして捉えている。
亜鉛を含む農薬の作用をI-W系列から考えてみる
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マンゼブは亜鉛を含む農薬で、I-W系列に基づくと、亜鉛は強力な結合力を持ちます。この亜鉛がマンガンや鉄を利用する酵素タンパク質に結合すると、酵素の作用が阻害されます。
I-W系列では、結合力が強い金属ほどリグニンなど強固な物質の合成に関与しますが、結合力が強すぎると生命活動に悪影響を及ぼします。銅は生理作用を維持できる範囲で結合力が強く、リグニン合成に必須ですが、アルミニウムは強すぎて毒性があります。
亜鉛は銅に次ぐ結合力を持ち、生命活動に不可欠な微量要素でもあります。マンゼブが亜鉛を含んでいるため、病原菌の酵素を阻害する効果がありますが、植物は微量要素として亜鉛を利用するため、予防薬として用いることができます。
イネがシリカを吸収すると
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イネのシリカ吸収は、倒伏防止、害虫忌避、病害耐性向上、リン酸吸収効率化、受光態勢改善など多くの利点をもたらす。ケイ酸はイネの組織を強化し、光合成を促進する。玄武岩質地質でも良質な米が収穫されることから、植物が吸収する「シリカ」は二酸化ケイ素ではなく、かんらん石等の可能性が示唆される。肥料としてシリカを与える場合は、グリーンタフ由来の粘土鉱物が有効。グリーンタフは火山灰が堆積したもので、モンモリロナイトなどの粘土鉱物を豊富に含む。
ロゼットたちのせめぎ合い
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地面に密集して生えた短い茎の植物たちが、葉を互いの上に重ねるように広げ、日光を奪い合っている。おそらく同じ親株から落ちた種子、いわば兄弟同士だ。極端に短い茎のため、少しでも光を得ようと葉を広げ、隣り合う葉の上に乗せるほどの激しい競争を繰り広げている。これは兄弟であっても容赦なく潰し合う、自然の厳しさを象徴する光景と言える。
トゲは寒さを遠ざけつつ、受光は確保する
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トゲアザミのトゲは、寒さ対策だけでなく、受光確保にも役立っている。毛深い草は霜を避けられるが、トゲアザミは落ち葉を適度に遠ざけることで、より巧妙な寒さ対策を行っている。トゲによって葉に落ち葉が密着せず、風の遮断と光合成の両立を実現している。他のロゼット植物より落ち葉の被覆が少ないのは、このトゲの効果によるものと考えられる。つまり、トゲアザミはトゲを利用して、保温と受光を最適化し、厳しい環境でも生き抜く強さを示している。
クズの躍進
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記事は掲載されていませんでした。シロザについて下記にまとめます。
シロザは、収穫後の畑によく出現する生命力の強い雑草。一年生植物でありながら、驚異的な繁殖力を持つ。種子の発芽率は高く、休眠期間も長いため、土壌中で長期間生存可能。さらに、除草剤への耐性も獲得しつつあるため、駆除が困難な存在となっている。
その繁殖力の高さは、農業においては厄介者とされる一方、栄養価の高さから食用としても利用されてきた歴史を持つ。 飢饉の際には貴重な食料となり、現在でも一部地域で食用されている。
シロザの繁栄は、逆境を生き抜く植物の戦略を象徴していると言える。農業の発展とともに進化を遂げ、人間の活動と密接に関わりながら、したたかに生き延びているのだ。
夏の草たちの攻めぎ合い
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大雨の続く夏、道端の草たちは激しい生存競争を繰り広げている。特にキク科の草は著しい伸長を見せているが、エノコロのように背が低い草が目立つ場所も存在する。それぞれの草が、光を求めて様々な戦略をとっている様子が伺える。背の高いキク科の草は、強靭な茎によって一本立ちし、周囲に余裕を見せる。一方、エノコロは背が低いながらも、群生することで光を確保しているようだ。それぞれの生存戦略によって、一見勝敗がつかないような攻防が繰り広げられている。
味噌の熟成からボカシ肥の機能へ
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味噌の熟成における褐色化は、糖とアミノ化合物が加熱によりメラノイジンを生成するメイラード反応による。還元糖は構造変化により還元性を持ち、アミノ基と結合する。米ぬかボカシの熟成も同様の反応と考えられる。ボカシ肥において、メイラード反応は還元糖を安定化させる役割を持つ可能性がある。一方、鶏糞に含まれる硝酸態窒素は酸化剤であるため、還元糖を消費しメイラード反応を抑制する可能性があり、ボカシ肥の機能性への影響が懸念される。これは、硝酸の還元を促進する目的の可能性もあるが、更なる検証が必要である。
不利な状況を突っ切った先には
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ある低木は、他の低木の陰に覆われ、光も届かず枝も伸ばせない不利な状況で成長していた。しかし、その低木は辛抱強く成長を続け、ついに他の低木の上へと突き抜けた。そこには、光を遮るものなく、背の高い草も生えない、理想的な環境が広がっていた。この低木の姿は、どんなに不利な状況でも諦めずに突き進めば、素晴らしい世界が待っていることを教えてくれる。困難を乗り越えた先には、ユートピアが待っているのだ。
背後に潜むやつはちょっと隙間を狙ってる
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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。
はじめは真上から見る
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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。
ニンジンに含まれる栄養素は視細胞で使われる
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ニンジンに含まれるβ-カロテンはプロビタミンAであり、体内でビタミンAに変換されます。ビタミンAは視細胞で使われ、暗闇での視覚に貢献します。哺乳類の祖先は、ネズミのような小型動物で、茂みの中などで植物の根をかじって生活していました。茂みの中は暗いため、食べ物を見つけるためには視力が重要でした。そこで、祖先は食べられるものに豊富に含まれるβ-カロテンを視細胞に利用するように進化したと考えられます。β-カロテンは植物の色素であり、光合成にも関わるため、視覚に利用されることは理にかなっています。ただし、根に多く含まれる成分が視覚に使われることは不思議です。β-カロテンは緑黄色野菜にも多く含まれます。