植物のミカタ

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海岸の砂浜には、マツの成長に必要な栄養が乏しいように思えますが、実際にはそうではありません。マツは菌根菌と共生し、砂に含まれる少量の花崗岩や頁岩から栄養を得ています。頁岩は泥が固まったもので、有機物や微量要素を含んでいます。また、海水に含まれるミネラルもマツの栄養源となる可能性があります。菌根菌が海水から養分を吸収しているかなど、詳しいメカニズムはまだ解明されていません。

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自然発生したと考えられる3つの柑橘類、マンダリン、シトロン、ザボンは、今日の多様な柑橘類のルーツです。マンダリンはウンシュウミカンのような甘い柑橘類、シトロンはレモンに似た柑橘類、そしてザボンは日本ではブンタンと呼ばれる大きな柑橘類です。これら3つの特徴を理解しておくと、他の柑橘類の起源や特徴を理解する手がかりになります。他の柑橘類は、この3種の自然交雑から生まれたと考えられています。

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ミカンの花芽形成は冬期のジベレリン処理で抑制されるが、その理由は花芽分化にある。花芽分化は冬期に起こり、枝に蓄積されたデンプン量に影響される。ジベレリンは栄養成長を促進しデンプン消費を促すため、結果的に花芽分化を抑制すると考えられる。一方、7～9月の乾燥ストレスはデンプン蓄積を促し花芽分化を増加させる。つまり、土壌の保水性改善による乾燥ストレスの軽減は、ジベレリン同様、花芽形成抑制につながる可能性がある。しかし、ミカンの栽培地では肥料運搬や土壌改良が難しいのが現状である。

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師管は光合成産物などの有機物を植物体全体に輸送する組織である。圧流説は、師管内の物質輸送メカニズムを説明する有力な仮説である。 ソース細胞（葉肉細胞など）で光合成産物が合成されると、スクロースが能動輸送により師管の伴細胞に取り込まれる。これにより師管の浸透圧が上昇し、水が周囲から師管内に流入する。その結果、師管内は高い圧力状態となる。 一方、シンク細胞（根や果実など）では、スクロースが師管から取り出され利用される。これによりシンク細胞側の師管の浸透圧は低下し、水が師管外へ流出する。結果として、ソース細胞側からシンク細胞側へと圧力勾配が生じ、溶液が師管内を流れる。これが圧流説のメカニズムである。

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Micro:bitとサーボモーターを用いて環境制御学習の第一歩を踏み出した著者は、サーボモーターの動作原理を学ぶため、LEGOブロックとミニフィグを使った回転実験を行った。MakeCodeで作成したコードでMicro:bitからサーボモーターに角度指令を送ると、90度を基準に、大きい値では反時計回り、小さい値では時計回りに回転する。しかし、指定角度で停止せず、一回転し続けるという問題に直面。これは、指令値が目標角度ではなく、一定時間内の回転角度を表すためであった。 著者は、サーボモーターの停止方法について疑問を抱いている。

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アブシジン酸（ABA）は、植物ホルモンの一つで、乾燥などのストレス条件下で植物の成長を抑制し、休眠を誘導する働きを持つ。気孔の閉鎖を促進し、水分の損失を防ぐ役割も担う。種子の発達と休眠にも関与し、発芽を抑制する。ABAは植物にとって必須のホルモンだが、高濃度では成長阻害を引き起こす可能性がある。動物に対する毒性は低く、ヒトへの影響はほぼないと考えられる。一部の研究では抗炎症作用や抗糖尿病作用などの効果も示唆されているが、さらなる研究が必要である。

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筆者はワラビを贈られたことをきっかけに、近所でワラビ採りが可能かどうか考察する。シダ植物であるワラビは、原始的な植物で、種子植物との競合を避け、林縁などの明るい場所に生育すると推測。さらに、撹乱された場所にも出現すると考え、過去のシダ植物観察の経験とワラビ栽培の情報を組み合わせ、候補地を絞り込む。その後、Wikipediaでワラビの生育環境が「攪乱された日当たりの良い場所」だと知り、自身の推測の正しさを確認する。最終的に、具体的な探索の前にシダ植物の知識を深める必要性を感じている。

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収斂進化とは、異なる系統の生物が、類似した環境に適応する過程で、同様の形態や機能を持つように進化する現象です。系統的に近縁でないにも関わらず、類似した選択圧によって、独立して似た形質が進化します。例えば、サメ、イルカ、魚竜は異なる祖先から進化したにも関わらず、水中生活への適応として流線型の体型を進化させています。同様に、コウモリ、鳥、昆虫の翼も、飛行という共通の機能のために独立に進化した例です。収斂進化は、環境への適応が生物の進化に大きな影響を与えることを示す重要な証拠となります。ただし、類似性は表面的なもので、内部構造や発生過程は異なることが多いです。

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RNAウイルスであるレトロウイルスが持つ逆転写酵素は、RNAからDNAを合成する酵素で、分子生物学研究に革命をもたらしました。遺伝子操作技術、特にmRNAワクチン開発には不可欠な存在です。遺伝子を増幅するPCR法にも、耐熱性を持つ逆転写酵素が利用されています。つまり、かつて人類に脅威だったウイルスが持つ酵素が、現在、医学や生物学の発展に大きく貢献しているのです。この事実は、ウイルスに対する見方を再考させ、自然界の相互作用の複雑さと生命の神秘を改めて認識させてくれます。

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p53遺伝子は細胞のがん化を抑制する重要な遺伝子で、DNA修復やアポトーシスを制御する。しかし、トランスポゾンやレトロウイルスのような因子がp53遺伝子に挿入されると、その機能が破壊され、がん化につながる可能性がある。一方、内在性レトロウイルス(ERV)の一部はp53の結合サイトとなり、細胞ストレス時にp53がERVからの転写を誘導し、レトロウイルスRNAを排出することで、抗ウイルス機構として機能している可能性も示唆されている。

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植物は、花蜜で昆虫を誘引し受粉を媒介させる。花蜜の量は、植物と昆虫の共進化の産物である。花蜜が多すぎると昆虫は一輪で満足し、少なすぎると他の花へ移動してしまう。サクラは一輪あたり30mg以上の蜜を生成する一方、リンゴは2mg程度である。サクラは一度に多くの花を咲かせるが、リンゴは時間差で開花する。この違いを理解することで、ハチミツの質向上に繋がるヒントが得られるかもしれない。

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落ち葉のハンバーグとは、ダンゴムシなどの土壌生物を利用して落ち葉を分解し、植物の栄養豊富な堆肥を作る方法です。ダンゴムシは落ち葉を食べて細かく分解し、糞として排出します。この糞には、植物の成長を促進する微生物や栄養素が豊富に含まれています。さらに、ダンゴムシの殻は炭酸カルシウムでできており、土壌にカルシウムを供給します。 この方法では、落ち葉を容器に入れ、ダンゴムシを投入します。ダンゴムシは落ち葉を食べて分解し、糞を堆積させます。数ヶ月後、落ち葉は分解され、ダンゴムシの糞と混ざり合った栄養豊富な堆肥ができます。この堆肥は、植物の生育を促進する効果があり、化学肥料や農薬を使わずに安全な方法で土壌を改良することができます。

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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。

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高知市内で2時間の空き時間を利用し、牧野富太郎博士ゆかりの高知県立牧野植物園を訪れたが、時間の制約で門までしか行けなかった。牧野博士は植物学の父と称される偉人で、その植物園には石灰岩植生園と蛇紋岩植生園があることを知り、植物栽培以外にも役立つ情報があると確信。再訪を誓い、山を降りた。

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浄安寺の椿展にて、金魚葉椿の葉を採取。マグネシウム欠乏のため黄化していたが、本来は緑色。葉の先端が急に細くなり筒状になるのが特徴で、この形状が金魚を連想させる。筒内部は黄化せず緑色を保っている。これは、マグネシウム欠乏にも関わらず、筒状部分の葉緑素が他の器官へ移行できないためと考えられる。葉全体が黄変している中で、光が届きにくい筒内部のみ緑色である点は興味深い。この現象は、マグネシウムの移行と葉の構造に関連がある可能性を示唆している。

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京都の詩仙堂で京鹿子（キョウガノコ）という花を見て、その由来を調べたが、図鑑にも詳しい情報は少なかった。京鹿子絞りという織物との関連性から、花の美しさに着目。長い蕊が四方へ展開する様子が、絞りの模様を連想させたのではないかと推測。ウメにも同様の特徴があり、バラ科の植物の造形美への感受性の高さを示唆。海外でのバラの品種改良の盛況もその裏付けとなる。しかし、京鹿子の詳細は依然不明瞭なまま。

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センダングサの開花をきっかけに、著者は師の型破りな実験を回顧する。師は1ヘクタールの畑に1600キロリットルもの木材チップを投入するという、農学の常識では考えられない大胆な行動に出た。大量の木材チップは土壌のC/N比を過度に高め、数十年は耕作不能になるとされるが、師はあえてこれを実行した。結果、畑はセンダングサのモノカルチャー状態となり、ブルドーザーで踏み固められた場所にも生えるほどの生命力を見せた。このセンダングサの繁茂は、木材チップ投入による過酷な環境変化を示唆している。この実験は、常識を覆すことで新たな知見を得られることを示す一例であり、著者はその後の環境変化とそこから得られた知見についてもいずれ記すことを示唆している。

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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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新規就農者は、野菜の栽培で手一杯のため、販売に割く時間がない。そのため、野菜の価格決定権が市場に握られ、価格が下がった際に収入が不安定になりやすい。この問題を解決するために、営業不要で販路を確保できるネットショップ活用が有効だ。研修中に開発したECサイト構築システム「SOY Shop」を導入し、自ら販売サイトを構築。ブログやSNSで情報発信し、顧客との直接的な関係を築くことで、安定した経営を実現した。この成功事例は他の新規就農者にも参考になるだろう。

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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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従来の遺伝子組み換え（アグロバクテリウム法）は、特定の細胞を改変後、培養して個体に育てる手間があった。これに対し「フローラルディップ法」は、開花前の蕾にアグロバクテリウムを感染させ、受粉・受精を経て得られた種子から直接遺伝子組み換え株を育成できる。これにより、面倒な細胞培養が不要となる。 筆者は、遺伝子組み換えは微生物の特性を最大限に活用するもので、イメージされる精密なメス操作とは異なると指摘。植物に他生物の遺伝子が入ることも自然な現象と強調し、医学的応用が進む中で、遺伝子組み換えへの最低限の理解が不可欠だと訴える。

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市販の種子が採種できないというのは、F1種子（雑種第一世代）であることに起因する。F1種子は異なる品種を交配して作られ、優れた形質を示す。しかし、F1種子から得た種子（F2世代）は、メンデルの法則に従い形質が分離するため、親世代と同じ形質が揃わず、期待する収量や品質が得られない。おばさんの質問はF1種子の特性を指していたと考えられる。

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著者は変化朝顔の栽培を通じて、葉の形状と病気への耐性について考察している。特に「握爪龍」と呼ばれる内側に丸まった葉は、雨水が溜まりやすく菌が繁殖しやすいと指摘。一方で、外側に丸まる葉は雨水を逃がしやすく、病気になりにくいと推測している。変異の多い朝顔を育てることで、淘汰されやすい形質を把握でき、植物の進化の歴史を垣間見ることができるため、植物学を志す者には朝顔の観察が有益だと結論づけている。

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光合成の明反応は、光エネルギーを使って水分子を分解し、化学エネルギーを生成する過程です。葉緑体のチラコイド膜上で起こり、光化学系IIと光化学系Iという二つの光化学系が関与します。 まず、光化学系IIにおいて光エネルギーがクロロフィルに吸収され、水が分解されて電子、プロトン（H⁺）、そして酸素が生成されます。電子は電子伝達系を移動する過程でエネルギーを放出し、プロトンはチラコイドルーメンに汲み上げられます。このプロトン濃度勾配を利用してATP合成酵素がATPを合成します。 次に、光化学系Iでは再び光エネルギーがクロロフィルに吸収され、電子が再び励起されます。この電子は最終的にNADP⁺に渡され、NADPHが生成されます。生成されたATPとNADPHは、続く暗反応で二酸化炭素から糖を合成するために利用されます。

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Go言語で開発された土壌分析Webアプリ「soil2」の紹介。 入力された土壌分析値をグラフ化し、将来的にはサードパーティアプリとの連携も視野に入れている。Go言語採用理由は、コンパイル言語のためサーバー環境によるコード変更の手間を省き、処理速度の向上も見込めるため。REST APIと管理者機能を実装し、グラフ表示にはChart.jsを使用。当初は身内向け公開予定だったが、最終的にはSOY Shopのマイページ機能に統合された。

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この記事では、植物の葉の裏に存在する気孔の役割について考察しています。光合成に必要な二酸化炭素は気孔から吸収されますが、それでは水が根に溜まり続け、茎や葉まで届かないという矛盾が生じます。 植物は浸透圧の差を利用して根から吸水しますが、根より上の部分の浸透圧は考慮されていません。このままでは根に水が溜まる一方です。 そこで、気孔には二酸化炭素の吸収以外にも重要な役割があると考えられます。記事は続くことを示唆しており、その役割については次回以降に説明されるようです。 関連記事として「あそこの畑がカリ不足」が挙げられていますが、本文中にはカリウムに関する直接的な記述はありません。ただし、浸透圧の調整にはカリウムが重要な役割を果たすことが一般的に知られています。

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北野天満宮は、学問の神様・菅原道真公を祀る京都の神社。道真公が愛した梅の木が多数植えられており、特に梅苑の観梅は有名。道真公左遷の際、梅を慕う歌を詠んだ故事にちなみ、境内には紅白様々な品種が咲き誇る。創建は947年とされ、豊臣秀吉による太閤塀の寄進など歴史的変遷を経て現在に至る。全国に約1万2000社ある天満宮・天神社の総本社であり、受験シーズンには多くの参拝者が訪れる。

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イチョウの黄葉は縁からではなく中央から始まる。養分回収時の一般的な葉の黄化は縁から始まるため、この現象は特異である。イチョウは生きた化石で、精子と卵子で受精するため、昆虫や鳥を引き付けるための模様とは考えにくい。中央から黄化する理由は不明だが、被子植物に見られる縁からの黄化は植物の進化における大きな進歩だったのかもしれない、と考察している。

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京都府立植物園で展示されていた嵯峨菊は、京都・嵯峨の大覚寺で栽培される細長い花弁が特徴の菊。肥後菊と比べ、流星のような複雑な形状を持つ。著者は植物学専攻だったため、その変異の過程を想像する。昨年大覚寺で見た嵯峨菊展の様子も写真とともに紹介されている。大覚寺の嵯峨菊は、独特の形状で、歴史の中で変異が生じたことが推測される美しい花である。

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陽春園で購入したバジルの苗が輸送中に折れ、水に挿しておいたら不定根が発生した。不定根は茎の途中から出るもので、切断面の一番下からは出ない。これは植物学的に重要な点で、挿し木では主根のようなしっかりとした根は発生しない。バジルは例外的に挿し木で容易に増やせるが、桜のような木では主根がないとしっかり根付かず、挿し木は難しい。この挿し木の難しさについては、後日改めて詳しく解説したい。

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石灰はpH調整剤と思われがちだが、実はただのカルシウム。肥料成分として土壌に含まれる他、pH調整目的以外でも施肥されるため過剰になりやすい。カルシウム過多は多くの要素の吸収を阻害し、マグネシウムやカリウム欠乏などを引き起こす。つまり、石灰の過剰施用は土壌のカルシウム濃度を高め、植物の生育に悪影響を与えるため注意が必要。pH調整には石灰以外の資材も有効。