植物のミカタ

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ツタは、吸盤と呼ばれる器官から粘着物質を分泌することで壁に付着します。この吸盤は元々は巻きひげが変化したもので、最初は緑色ですが、やがて脱色してリグニンを蓄積します。緑色の間は葉緑素を持ち、吸着に必要な物質を合成していると考えられています。壁にしっかり付着すると葉緑素は不要となり、維持コストが高いことから捨てられます。

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エノコロは、夏の強光下でも効率的に光合成を行うC4植物。一方、春に繁茂するイヌムギは、葉の裏表に葉緑体が多く、強い光は苦手。これは、植物が光合成に必要な葉緑素を維持するコストや、光によるダメージを考慮しているためと考えられる。つまり、エノコロとイヌムギは、生育時期をずらすことで、光をめぐる競争を避け、それぞれが適した環境で生育していると言える。

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ヤンバルで緑色片岩を探していた著者は、白い花のシマアザミと出会う。シマアザミは、葉が薄く肉厚で光沢があるのが特徴で、これは多湿な沖縄の気候に適応した結果だと考えられる。また、花の色が白であることにも触れ、紫外線が強い環境では白い花が有利になる可能性を示唆している。さらに、アザミは、その土地の環境に適応した形質を持つことから、シマアザミの葉の特徴と緑色が薄い点について考察を深めている。

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陰樹は、弱い光でも光合成を効率的に行えるよう適応した植物です。具体的には、葉を薄く広くすることで光を最大限に受け、葉緑体の量を増やすことで光合成能力を高めています。また、呼吸速度を抑制することでエネルギー消費を抑え、暗い環境でも生存できるように適応しています。これらの特徴により、陰樹は光が弱い林床でも生育することができます。

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昔は、ススキとハギはどちらも人の手によって管理され、里山の景観を形作っていました。ススキは堆肥として利用され、ハギは家畜の飼料として刈り取られていました。これらの活動が、陰樹であるカシやシイの進出を抑制し、ススキとハギの生育地を維持していたのです。つまり、里山の風景は人の手による管理と植物の生育バランスによって成り立っていたと言えるでしょう。

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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。

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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。

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この記事は、森林の縁に生育するブナ科樹木、アベマキ（落葉樹）とアラカシ（常緑樹）の生存戦略の違いを考察している。アベマキは大きなドングリを実らせ乾燥に強く、森林の外側への進出を図る。一方、アラカシは小さなドングリを一年で成熟させ、親木の根元で素早く子孫を増やす戦略をとる。この違いは、森林内部の光競争に起因する。アラカシは耐陰性が高く、アベマキの林床でも生育できる。逆にアベマキは、アラカシに覆われると生育が困難になるため、より乾燥した森林外縁への進出を余儀なくされる。この競争が、アベマキの大型ドングリと落葉性の進化を促したと考えられる。つまり、アラカシの存在がアベマキを外側へ追いやり、森林内部ではカシ類が優勢になる構図が示唆されている。

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大阪府高槻市芥川緑地では、落葉樹（おそらくアベマキ）と常緑樹（おそらくアラカシ）の興味深い共存が見られる。一見、光を求めてアベマキがアラカシを覆っているように見えるが、実際は両種が光競争を避け、棲み分けをしている。耐陰性が弱いアベマキは林縁の外側へ、耐陰性が強いアラカシは内側へと生育域を広げている。 春には両種ともに新葉を展開するが、常緑樹のアラカシは古い葉を覆うように新葉を出す。この観察から、ブナ科の祖先は春に新葉を出す性質を先に獲得し、後に落葉性を獲得したと推測される。 落葉性は成長を速めるが、必ずしも生存競争で有利とは限らない。代謝効率を高めた落葉樹は森林の外側へ進出できる一方で、内側へ戻ることはできない。同様のダイナミックな棲み分けは、近隣の若山神社のシイ林でも観察できる。

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陰樹の耐陰性とは、弱い光の下でも光合成を効率的に行い、生存・成長できる能力のこと。陰樹は、陽樹に比べ光補償点と光飽和点が低い。つまり、光合成でエネルギー生産と呼吸によるエネルギー消費が釣り合う光補償点は、少ない光量で達成される。そして、光合成速度が最大になる光飽和点も低い。これは、少ない光を効率的に吸収するため葉緑体を多く持つ、葉を薄く広く展開する、葉の寿命が長いなどの適応戦略による。これらの特性により、陰樹は森林の遷移後期に優占種となり、暗い林床でも生存できる。

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陰樹は、弱光環境への適応として特殊な光合成特性を備えています。低い光補償点と低い光飽和点を持ち、少量の光でも光合成を行い、強い光では光合成速度が頭打ちになります。葉の構造も薄く、少ない投資で光を効率的に吸収できます。しかし、成長速度は遅く、明るい環境では陽樹に競争で負けてしまいます。陰樹の耐陰性は、暗い環境で生き残るための戦略であり、森林の遷移において重要な役割を果たします。

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陰樹の耐陰性は、暗い林床でも生存できる能力を指す。陰樹の葉は陽樹に比べ薄く、構成する層も少ないため、維持コストが低い。これは光合成量が限られる環境では有利となる。また、呼吸量が少ないことも、ネズミによる食害リスクを減らす点で生存に寄与する。陰樹の中でも、ツブラジイはスダジイより耐陰性が高い。葉の厚さや呼吸量の差に加え、クチクラ層による遮光なども耐陰性に関係する。これらの要素が、成長は遅いが長期間生存できる陰樹の特性を支えている。

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どんぐりの生物学を学ぶため、ブナ科のシイ属を探しに、大阪の若山神社を訪れた。神社には、極相林の指標種であるツブラジイが42本自生しており、大阪みどりの百選にも選ばれている。参道にはシイの枝葉が覆い、殻斗付きのドングリも容易に見つかった。シイ属の殻斗は、これまで観察したコナラ属のものとは形状が異なり、ブナ属と同様にドングリを長く保護する特徴を持つ。ツブラジイは巨木のため、全体像の撮影は困難だが、枝葉の特徴も記録した。この観察を通して、極相林に生える木の特徴を学ぶことができた。

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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。

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ドングリは、リスなどの森の動物の餌であり、食べ残しや貯蔵のために埋められたものが発芽する。しかし、ドングリには牛の中毒死を引き起こすポリフェノールが含まれている。これは、ドングリが動物に食べられるための果実ではなく、種子であり、自衛のために渋みを持つためである。リスなどの小動物は、このポリフェノールの影響を受けないよう適応していると考えられる。ドングリの運搬と種まきという点で、小動物とドングリの共進化には興味深い関係が存在する。

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「荒れ地に生えるパイオニアのハギ」と題されたこの記事は、「肥料木」に焦点を当てています。肥料木とは、窒素固定やリター蓄積を通じて土壌形成に貢献する先駆樹木のことです。記事では、ニセアカシアが肥料木として挙げられる一方で、その役割には疑問が呈されています。対照的に、ハギは肥沃でない土壌でも旺盛に繁茂する特性から、肥料木としての高い適性が示唆されています。しかし、ハギが広範囲に繁茂することに伴い、他の生物に影響を及ぼす「アレロパシー」の可能性について疑問を投げかけ、読者に考察を促しています。

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陽樹は、明るい場所を好み、成長が速い樹木です。強い光を必要とするため、森林が破壊された後などにいち早く侵入し、パイオニアツリーとも呼ばれます。種子は小さく軽く、風散布されるものが多く、発芽率は高いですが寿命は短いです。明るい環境では陰樹よりも成長が早く、競争に勝ちますが、暗い場所では陰樹に負けてしまいます。代表的な陽樹には、アカマツ、シラカバ、クヌギなどがあり、遷移の初期段階で重要な役割を果たします。耐陰性が低い一方、成長が速く寿命が短いという特徴を持ち、森林の形成と変化に大きく関わっています。