色付き始めたイチョウの葉

庭園日誌をご覧のみなさま、はじめまして!
今回から庭園日誌に加わりました、新スタッフの【しっぺい】です。
これからよろしくお願いいたします。

気がつくと、イチョウの木の周りにギンナンが落ちていました。
秋の深まりを感じる今日この頃です。
イチョウの色付きが待ち遠しいですね。

さて、今日は植物の光合成について取り上げます。

光合成ってなんだろう?

植物を育てるためには水と光が必要なことはよくご存知だと思います。
しかし、私たちが食べ物を消化しエネルギーにするように、
植物が水と光をそのままエネルギーにしているかというと、実はちょっと違います。


なんと、植物は光合成によって成長するためのエネルギーを、
自分の体の中で作ってしまうのです。

光合成のしくみ

光合成とは、水と光と二酸化炭素を材料に、葉で行われる化学反応のことです。
この化学反応は次の2段階の反応からなります。

①光、二酸化炭素、水から高エネルギー物質を作る反応

まず、光合成色素※で光を吸収し、
二酸化炭素、水と反応させて、植物が使える高エネルギー物質に変換します。

このとき光が強すぎると、利用しきれない過剰な光によって有害物質が発生し、
葉焼けが起きます。

例えば、夏の日にハナミズキの葉が焼けてしまうのはこれが原因なんですね。

葉と光の関係については「木には光の好みがある?」のページをご覧ください。

太陽若葉

②化学エネルギーから炭水化物を合成する反応

次に、上記の高エネルギー物質を二酸化炭素と合成させて、炭水化物を作ります。
この炭水化物が植物のエネルギーになるのです。

光合成色素について

光合成色素には、光を集めるアンテナの働きを担うものと、
光を高エネルギー物質に変換する反応を担うものがあります。

光を集める光合成色素は、高エネルギー物質に変換する光合成色素の100倍以上存在します。
それは、よりたくさんの光を吸収し、効率よくエネルギーを生み出すためなんですよ。

いろいろな葉の色

ところで葉の色には緑色(クスノキ、椿)、黄色(イチョウ)、
赤色(モミジ、オタフクナンテン)などがありますよね。

その色の違いにも光合成色素が関係しています。

たとえばクロロフィルと呼ばれる光合成色素は、
緑色の波長をもつ光を吸収しやすいという特徴があります。

緑色の植物が多いのは、多くの植物がクロロフィルを色素に持つためなんですね。

またカロテノイドという色素を持つと黄色や橙色に、
アントシアンという色素を持つと赤色になります。

秋になると葉の色が変わるのは、緑色であるクロロフィルが分解されて、
カロテノイドが目立ったりアントシアンが作られるたりするからです。

詳しくは「紅葉の不思議」のページをご覧ください。

真っ赤なモミジ

水と日光と空気(二酸化炭素)だけで体内で炭水化物を生み出して
エネルギーに出来るなんて、便利で羨ましいですよね。

実は植物だけではなく、光合成を行う生き物もいるのです!

光合成する生き物

たとえばミドリムシ

ミドリムシは、べん毛で移動するという動物的な一面がありながら、
葉緑体を持っていて光合成を行います。

同様にバクテリアなどの細菌も葉緑体で光合成を行います。

また、アメリカ東海岸に生息するウミウシの一種では、
藻類を食べて体内に葉緑体を取り込み、光合成を行うことができるそうです。

そのため身体は緑色になってしまいますが、半年間エサが無くても生きのびられるのだとか。
生命の神秘を感じますね。

左:ミドリムシ、右:光合成するウミウシ(エリシア・クロロティカ)
ミドリムシ 光合成をするウミウシ

人間も光合成できたら楽なのにな~と思いましたが、
葉緑体を持つために全身緑色になってしまうのはちょっと困るかなあ、なんて考えてしまいました。

本日もお付き合いいただきありがとうございました。



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