紅葉の季節

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紅葉の季節 何故紅葉するのでしょう?
冬が近づくと、それまで緑だった木々の葉が黄色や赤に色づき紅葉し始めます日本をふくむ中緯度(熱帯夜極地方以外)の地域であればどこでも見られる現象ですが、なぜ葉の色が変わるのでしょう?植物は季節を感じ取っているのでしょうか?
葉が緑に見えるもとはクロロフィル
紅葉といえば、赤くなるモミジや黄色に変わるイチョウがよく知られています。これらの木々の葉も、春から夏にかけては緑色。そもそもなぜ植物の葉は緑なのでしょう。
答えは葉には「葉緑体」という部分があって、光が当たることで光合成をし、養分を作っています。葉緑体には、葉緑素という色素が含まれていてその色素のために緑色に見えているのです。
植物の葉はふだん日中には、二酸化炭素と水、光を使って養分(エネルギー)と酸素を作っています(光合成)。このとき、光を効率良く吸収するために働くのがクロロフィル(葉緑素)という色素です。植物細胞の中にある葉緑体に含まれていて、光の3原色(赤、青、緑)のうち、おもに青と赤の光を吸収し緑の光を反射するため、植物は緑に見えるのです。そして紅葉のしくみのひとつが、このクロロフィルの変化にあります。
秋になると、樹木は冬支度をはじめます。気温が低くなると光合成などの反応速度が遅くなり、また昼の時間が短く、太陽の光も弱まるので、生産できる養分が減ります。使えるエネルギー量も減るために樹木は冬の前に、消費エネルギーの少ない状態…いわば省エネモードとするために、葉のはたらきを徐々に止めていきます。この変化を「葉の老化」と呼ぶ場合もあります。
まず、葉の活動を低下させて消費エネルギーを節約するため葉の根もとに「離層」という水や養分の行き来を減らすバリアのようなものをつくります。
さらに葉のクロロフィルを分解して養分に変え、幹に送って活動のエネルギーとして利用します。クロロフィルが減るため緑色がしだいに弱くなって行きます。
モミジなど赤くなる植物では、葉緑体の分解が始まる前にアントシアニンという物質を作りはじめます。アントシアニンは赤や紫の花などにも含まれる色素で、多くなると葉は赤く色づいて見えます。秋になって光合成の効率が低くなったときには、太陽の光が強すぎて植物の害になる場合があります。アントシアニンはおもに紫外線を吸収するので、葉緑体のはたらきが弱まったときに強すぎる光をやわらげる役割があると考えられています。
このように紅葉は、寒くなり、葉が光合成を停止するとクロロフィルが減ってもとからあるカロテノイドが目立つと黄色に、アントシアニンが多く作られると赤色になる現象なのです。
なお、葉の根もとにできる離層には、細胞のつながりをほぐす物質も含まれているため、完成すると柄がちぎれて葉の部分が落ちる植物もあります(落葉)。
このような現象は、植物の体内で起きる複雑な反応で引き起こされます。きっかけはまだくわしくはわかっていませんが、温度が下がったり日照時間が減ることで化学反応が弱まることや、細胞内の液体の粘りけ(粘度)の変化が働いているとする説もあります。ただ、紅葉や落葉などは、植物が冬を越すために物質やエネルギーを節約するしくみで、季節の変化が大きい地域に適応するための生き残り手段のひとつなのです。
鮮やかな彩りで、私たちにたくさんの感動を与えてくれる秋の樹木たち。神秘のメカニズムを思い出しつつ、紅葉の下を歩いてみてください。

紅葉

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