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里山近くの林縁でスギナを見つけた。スギナは酸性土壌を好むため、土壌の状態が悪い指標となるイメージがある。しかし、今回の場所は他の植物も生えており、劣悪な環境ではない。他の植物の合間を縫って生えていると推測される。スギナは石炭紀から存在する植物で、その祖先は巨大だった。現代でもシダ植物は多様な形態をしており、太古の環境を想像させてくれる。
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：「石炭紀」
林縁でスギナを見かけた
スギナの居場所にクローバが入り込む
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記事「土壌が酸性でないところでもスギナが繁茂した」は、筆者が所有する畑の一部の区画で、土壌が弱アルカリ性にも関わらずスギナが繁茂している状況を詳述しています。
通常、スギナは酸性土壌を好むとされていますが、この区画ではその常識が当てはまりません。繁茂の原因は、前年までその区画が粘土質で水はけが悪く、スギナにとって好条件だったためだと推測されています。
しかし、その後、堆肥や砂などを投入して土壌改良を行った結果、水はけが改善され、土壌環境はスギナにとって必ずしも適していない状態になりました。
記事は、土壌環境が変化してもスギナがすぐに姿を消すわけではなく、その影響が植物に現れるまでには時間差があることを示唆しています。
アスファルトの隙間にツクシがいたよ
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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。
アザミが好む環境はどんな所？の続き
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アザミの群生地を観察し、周辺環境との関係を探っている。前回は硬い茎の草との関係を考察したが、今回はスギナのような草が繁茂する場所で見つけた。スギナは酸性土壌指標植物であることから、アザミと土壌酸性の関係に疑問が生じた。しかし、栽培環境と自然環境では植物の好む土壌が異なるという専門家の指摘を思い出し、単純に結びつけられないことに気づく。アザミがスギナを好むのか、スギナに追いやられているのかは不明であり、引き続き観察が必要だ。
ハーブティーSUGINA
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スギナは、シダ植物門トクサ綱トクサ目トクサ科トクサ属の植物で、繁殖力が強く、世界中に分布する。胞子茎と栄養茎があり、胞子茎はツクシと呼ばれる。ツクシは食用とされ、春の山菜として親しまれる。栄養茎はスギナと呼ばれ、光合成を行う。
スギナはミネラルが豊富で、古くから薬草として利用されてきた。利尿作用、血液凝固作用、収斂作用などがあるとされ、ハーブティーやサプリメントとして販売されている。また、ケイ酸を多く含み、骨や爪の健康維持にも効果的とされる。ただし、ニコチンを含有するため、多量摂取は避けるべきである。
木蓮の花が咲いている
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木蓮の開花をきっかけに、筆者は植物の進化について考察している。以前は単に季節の風物詩と捉えていた木蓮だが、福井の恐竜博物館で被子植物の進化に関する展示を見て印象が変わった。展示では、恐竜が木蓮のような花を見ていた可能性が示唆されていた。木蓮は被子植物の初期に出現したと考えられており、恐竜時代の風景の一部だったかもしれない。この新たな視点を得たことで、筆者は木蓮の花を神々しく感じ、恐竜が花を見てどう感じたのか想像を巡らせている。
花粉を中心とした生存競争
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恐竜絶滅の一因として、被子植物の台頭が考えられる。草食恐竜は裸子植物を食べていたが被子植物を消化できなかったとする説に対し、成長の早い裸子植物が被子植物に負けた理由を花粉に着目して考察。裸子植物（例：スギ）は風媒で大量の花粉を散布し受精に長期間かかる。一方、被子植物は虫媒で効率的に受精を行うため、進化の速度で勝り繁栄した。寒冷地に追いやられた裸子植物は、温暖地に戻ると速く成長する性質を獲得。戦後、木材供給のため植林されたが、輸入材の増加で需要が減り、花粉症の原因となっている。この速さは幹の強度を犠牲にしており、台風被害を受けやすい。進化の歴史から、自然の摂理に反する行為は災害に脆いことを示唆している。
大小様々なシダ植物を見て、太古の環境に思いを馳せる
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記事はシダ植物の観察を通して、太古の地球環境、特に石炭紀の巨大シダ繁栄と大量の石炭形成について考察している。現代のシダの根元構造を観察し、リグニン質の塊から葉が伸び、枯れた葉が堆積することで塊が成長していく様子を記述。石炭紀にはリグニンを分解する生物が存在せず、巨大シダの遺骸が分解されずに堆積し、石炭になったと推測。当時の土壌は現代とは異なり、リグニンの分解がないため形成されていなかった可能性にも言及。さらに、P/T境界における大量絶滅と酸素濃度の関係、恐竜誕生への影響にも触れ、スギナの強靭さを太古の環境の名残と結びつけて考察している。
シダ植物を求め、川の上流へ
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銀座ソニーパークで大きなシダを見て、株の上部にだけ葉があることに疑問を持った筆者は、渓谷の河原でシダの観察を行った。多くのシダが生える場所で、土から直接葉柄が出ているように見えるシダを発見。小さなシダを掘り返してみると、銀座ソニーパークのシダの幹のミニチュア版のようなものがあった。シダには茎がないのかと疑問に思ったが、スギナを例に挙げ、シダにも茎があることを示唆。改めてスギナを観察することで、シダへの理解が深まると締めくくっている。
銀座ソニーパークの植物たち
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銀座ソニーパークを訪れた筆者は、そら植物園の手がけた個性的な植物、特にシダ植物に注目する。恐竜時代に繁栄したシダ植物の進化の過程を感じ、ディクソニア属のシダを観察。幹の上部にのみ葉が生え、下部には枯れた葉柄が残る構造から、植物の進化における幹の構造変化について考察する。 裸子植物のように幹の途中から枝を出せる形質が革新的だったと推測し、林床の背の低いシダはどのようにシュートを発生させるのかという疑問を提示し、更なる探求の必要性を感じている。
コケとは何だろう？
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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。
植林・植樹の前に
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山から海への鉄の移動は、森林生態系と海洋生態系の相互作用において重要な役割を果たす。枯れ葉や土壌中の鉄は、フルボ酸鉄錯体として河川に溶け出し海へ運ばれる。海洋では、鉄は植物プランクトンの成長に不可欠な栄養素であり、光合成を通じて二酸化炭素を吸収する。つまり、森林の鉄は海洋の二酸化炭素吸収能力に影響を与え、地球規模の炭素循環に寄与している。特に、陸起源の鉄分が重要な役割を果たす沿岸域では、鉄の供給が海洋生態系の生産性を左右する。しかし、鉄の過剰供給は赤潮などの問題を引き起こす可能性もあり、バランスが重要である。
生きていた化石のメタセコイヤ
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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。
石炭紀を生きたスギナの祖先は大きかった
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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。
メタンハイドレートと火山活動
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ペルム紀末から三畳紀初期にかけて、海洋無酸素事変と呼ばれる現象が起きた。石炭紀に大気中の酸素濃度が上昇したが、リグニン分解生物の出現で酸素濃度は低下したものの、石炭の埋蔵により地球全体では酸素は多かったはずだった。しかし、活発な火山活動により、メタンハイドレートを含む堆積岩が溶解し、大量の炭素が放出。地球全体で酸素濃度が急減し、二酸化炭素濃度が急増した。結果、大型単弓類は絶滅したが、酸素利用効率の良い小型爬虫類は生き延び、後の恐竜繁栄に繋がる可能性を秘めていた。この火山活動とメタンハイドレートの関係は、日本科学未来館のdeep scienceでも解説されている。
恐竜と石炭と酸素
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恐竜の巨大化と石炭紀の酸素濃度上昇の関係について考察した記事。石炭紀にはリグニン分解生物が存在せず、植物の死骸が石炭として大量に堆積、大気中の酸素濃度が上昇した。しかし、恐竜が繁栄した中生代と石炭紀の間にはP-T境界と呼ばれる大量絶滅期があり、酸素濃度が急激に低下したとされる。そのため、恐竜の巨大化は石炭紀の高酸素濃度が直接の原因ではなく、酸素利用効率の高い種が生き残った結果の可能性が高いと推測している。
太古の植物たちのもつ熱量
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石炭とその燃えかすを観察した著者は、石炭の成り立ちとエネルギー効率について考察している。石炭は太古の植物の遺骸が地中で変成したもので、泥炭から褐炭、瀝青炭、無煙炭へと石炭化が進むにつれ、カロリーが高くなる。石炭の高い熱量は、植物が持つリグニンという成分に由来すると考えられる。現代のバイオマス燃料研究は、木材を効率的に利用する方法を探求しているが、それは石炭の成り立ちを理解することで、木材を高速で無煙炭のような高カロリー燃料に変換する技術へのロマンを感じさせる。