紅葉について（その２） なぜモミジの葉は赤く色づくのか？ 投稿日時: 2012年11月1日 投稿者: kimagurenikki 返信 寒くなってきました。札幌は最高気温が１０℃を下回るようになりました。この気温は、吐く息が白く見えるようになる気温です。今週末に写真を撮るときは、落葉している樹が多くなっていると思います。 2012.10.27 藻岩山 さて、今日のテーマは「なぜモミジの葉は赤く色づくか？」です。 モミジ類は秋にクロロフィル（緑色素）が分解されるときに、光合成でつくられた栄養分（デンプン）などを合成してアントシアニンと呼ばれる色素をつくります。クロロフィルが分解される一方で、アントシアニンがつくられるのです。アントシアンは赤くなる色素です。葉の中に元々ある黄色の色素（カロチノイド）と同じ程度に赤色の色素がつくられると橙色の葉になります。 ヤマモミジやハウチワカエデが深紅色に染まるのは、アメリカハナノキが朱色に輝くのは、アントシアンとカロチノイドの量的なバランスの違いによるものです。 緑色の色素クロロフィルが分解されて、量は少ないけれど元々あった黄色の色素カロチノイドが目立つようになって黄葉するというのは、理に適っていてすんなり受け入れられます。しかし、紅葉については、「わざわざエネルギーを使って、赤い色素をつくる必要があるのか？」という疑問が残ります。このことについて、一つに光を多く受けすぎることによる障害「光阻害」を防ぐためであるという説があります。以前、３月２０日のブログで、「シャクナゲは、なぜ冬に葉を丸めるのか？」で光阻害のことを紹介したことがありますが、同じ様なことがモミジの紅葉にも起こっているようです。 2012.10.27 中島公園 秋になり、気温が低下してくると、二酸化炭素（ＣＯ２）を固定する反応を含めた光合成機能も同じように低下します。太陽の光の強さはあまり変わらないのに光合成機能が低下しているため、葉で受け取る光が強すぎる（光エネルギー過剰）状態になります。葉で受け取った光エネルギーをすべてＣＯ２の固定に使い切れば問題は起こらないのですが、この光エネルギーが余った状態（光エネルギーの過剰な状態）はクロロフィル（葉緑素）に活性酸素を生じるように作用します。これがクロロフィルの機能を低下させ、クロロフィルを分解するようになります。アントシアンは、葉の光合成をできるだけ長い期間継続させるために、太陽光の一部を吸収し、クロロフィルが受け取る光エネルギーの量を過剰にならないようにしていると言われています。しかし、紅葉が始まる葉は老化も始まってもうすぐ落葉する葉で、そのクロロフィル（葉緑素）による光合成の活動は低下してますので、それを守る意義は少ないという説もあります。なぜ赤く紅葉するか？については、まだはっきり解っていないようです。 確かに、落葉時に葉色が赤色系に変わる樹種は多くはなく、黄色系が目立ちます。葉中にないアントシアンをわざわざつくって紅葉することが樹木にとって利益があるなら、もっと多くの樹木が紅葉してもよさそうに思うのですが、いかがでしょう？。 あるとき、遺伝子に変化が起きて（突然変異）、葉が赤く紅葉するようになるのですが、その変化は樹木にとってそれほど負担にもならないし、かといって利益もない（少しは利益があるあるかも？）が、それでもその変化が樹木にとって悪さをするわけでもないので現在でもその遺伝子が生き残っているという考え方はどうでしょうか？ ＊活性酸素：様々な物質に対して非特異的な化学反応をもたらし、細胞に損傷を与えるために、その有害性が指摘されていいる（ウィキペディアより抜粋） にほんブログ村
紅葉について（その１） なぜカツラやイタヤカエデの葉は黄色にかわるのか？ 投稿日時: 2012年10月29日 投稿者: kimagurenikki 3 札幌の紅黄葉は最盛期を迎えています。先週の金、土曜日は、この時期としとしては暖かく、晴天に恵まれて、紅葉を観るには最高の週末でした。今週は曇がちの日が続きそうで、先週の週末が紅葉の一番の見ごろだったのではないでしょうか。 2012.10.27 山鼻川と藻岩山 紅黄葉について調べてみました。最初は黄葉です。なぜイチョウやカツラの葉は黄色に変色するか？ ＜イタヤカエデやカツラの黄葉＞ もともと葉の細胞の葉緑体にはクロロフィル（葉緑素）という緑色の色素とカロチノイドと呼ばれる黄色の色素がある。この二つ色素は植物が光合成でデンプンをつくりだすための重要な色素であるが、クロロフィルはカロチノイドに比べてその量が５～８倍多い。そのために、植物の葉は緑色に見える。 秋になり、太陽の光が弱くなってくると、光合成でつくられる養分よりも呼吸などで消費されるエネルギーのほうが大きくなるために採算があわず落葉の準備を始める。そのとき、葉の細胞内にあるタンパク質、核酸、クロロフィルなどの物質が分解され、それらの物質の構成成分である窒素（Ｎ）、リン酸（Ｐ）などは、樹体内（種子や根などの貯蔵器官や若い組織）に移行して再利用される。 この移行が終わると、植物が自らつくりだすホルモンの作用により、葉柄基部と枝の間に離層（りそう）が形成されて、水分や養分などの流れが次第に妨げられ、離層部分から落葉する。これが落葉のメカニズムであるが、葉の中の細胞で量の多いクロロフィルが分解消滅するために、もともとあった黄色の色素であるカロチノイドが目立つようになる。それで、葉が黄色く見える。 2011.10.30 イチョウ：真駒内川沿い（警察学校横） これが黄葉のメカニズムですが、疑問なのは、クロロフィルが分解されるのに、同じ色素であるカロチノイドが分解されないのはなぜでしょうか？調べてみました。 クロロフィルの化学式は、Ｃ55Ｈ70Ｏ6Ｎ4Ｍｇで、Ｎの窒素とＭｇのマグネシュウムが入っています。一方、カロチノイドは、Ｃ40Ｈ56です。Ｃは空気中の二酸化炭素（ＣＯ2）から、Ｈは水（Ｈ2Ｏ）から容易に得られますが、Ｎ（窒素）やＭｇ（マグネシュウム）は土壌中の根から吸収しなければなりません。このように樹木にとって簡単に手に入らない物質（植物の３大栄養素 Ｎ（窒素）、Ｐ（リン酸）、Ｋ（カリウム）や微量要素（Ｍｇ：マグネシュウム、Ｆe(鉄）など）は、落葉前に再度、樹体内に戻されるようです。樹木はカロチノイドを分解しても必要な物質が得られないために、わざわざエネルギーを使って分解などしないようです。 （上記内容については、調べて自分なりに書いています。推測で書いている部分もありますので間違い等あればご指摘願います。） 次回はモミジ類の紅葉について調べてみたいと思います。 2011.10.11 カツラ：真駒内公園
2011.10.11 カツラ：真駒内公園