植物のミカタ

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本記事は、土植えとプランター植えのブロッコリーを比較し、プランター株のスカスカ具合から葉の構造に着目します。ブロッコリーの葉は、茎に近い部分に隙間があり、これが上層の葉と重なることで無駄のない効率的な光合成構造を実現していると解説。この洗練された葉の形は、寒い時期に大きく育つブロッコリーが、光合成時に発生する活性酸素によるダメージを防ぐための重要な進化であり、その効率的な構造がブロッコリーの生育を支えていると結論付けています。

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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。

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C4植物はCO2濃縮メカニズムにより高い光合成速度を達成する。CO2は葉肉細胞で炭酸脱水酵素(CA)の働きで炭酸水素イオンに変換され、リンゴ酸として貯蔵される。このCO2濃縮により、光合成の律速となるCO2不足を解消する。CAは亜鉛を含む金属酵素で、CO2と水の反応を促進する役割を持つ。C4植物のソルガムを緑肥として利用する場合、亜鉛の供給がC4回路の効率、ひいては植物の生育に影響を与える可能性がある。この亜鉛の重要性は、畑作の持続可能性を考える上で重要な要素となる。