今回は「紅葉で葉が赤くなる理由」など、紅葉にまつわる雑学を紹介します。秋の行楽シーズンを迎えると、全国の様々な木々が紅葉で色づき、景色が一段と綺麗に見えるようになります。私たちは秋になると紅葉するのが当たり前だと思っていますが、そもそもなぜ葉の色が赤色になるのかをご存じですか？ なぜ黄色や赤に色づくのかについて、解説していきましょう。
紅葉で葉が赤くなる理由は？
それではさっそく季節によって葉の色が赤くなる理由について解説していきましょう。モミジやナナカマド、ハゼノキなどの落葉樹の葉の色が赤くなるのは、葉で「アントシアニン」が生成されることが理由です。アントシアニンは赤い色素であることから、人間の目から見ると葉の色が赤くなって見えるのです。では、なぜアントシアニンが葉で生成されるようになるのか、順番に解説していきましょう。
冬を迎えるための準備
人間や動物が冬を迎えるために色々と準備を始めるように、木々もまた冬を迎えるために準備を進めます。木々は冬が近づいて日照時間が減ってくると、効率良く光合成ができなくなるため、冬眠をします。そして、冬眠をする前の準備として、葉を落とす作業が始まります。葉を青々と生い茂らせておくのにもエネルギーを使いますし、冬になると光合成が効率よくできなくなることから、葉があるといわゆる“コスパ”が悪いんですね。光合成によって得られるエネルギーよりも、葉を維持するエネルギーが上回ってしまうのです。そのため、冬になると葉を落とし始めるのですが、この葉を落とす準備段階として、葉が赤くなります。
葉が赤くなるメカニズム
冬に向けて必要のない葉を落とす作業の最初の段階として、まずは葉に残った栄養分の回収が始まります。葉に栄養が残った状態で全ての葉を落としてしまうと、これから長い冬を迎えるのにもったいないですからね。栄養の吸収が終わると、今度は枝と葉の間に層を作って遮断することにより、栄養分や水が葉へと行かないようにします。その後、水や栄養分の行き来がなくなっても、葉は日光を浴びることで光合成を続けます。葉は光合成によりグルコースを生成しますが、葉と枝が遮断されていることから木の方へ送れず、葉の中にどんどん蓄積していきます。そして、行き場をなくして蓄積したグルコースが、先ほど解説した赤い色素である「アントシアニン」となるのです。その後、紅葉を始めた葉は水も栄養の行き来も遮断されているため、冬を迎えると落葉するのです。
葉が黄色くなる原因は？
続いて、葉が黄色に色付く理由について解説しましょう。葉の色が普段から緑色に見えているのは、クロロフィルと呼ばれる緑色の色素が含まれているからです。しかし、実はクロロフィルの緑色に隠れて見えていないというだけで、それぞれの葉は元から黄色の色素であるカロチノイドを持っています。先ほど葉が赤くなるメカニズムで解説したように、木が冬の準備を始めて、葉への栄養と水の行き来を遮断するようになると、クロロフィルが壊れ始めます。そして、クロロフィルが壊れ始めると、隠れていたカロチノイドの黄色が表面に表れ、葉が黄色く色づいていくのです。その後、葉に蓄積されたグルコースの量が増えるのにしたがって、アントシアニンが生成されていき、黄色から赤色へと変化していくのです。
なぜ赤色なのかはわかっていない
それでは、様々な色があるにも関わらず、なぜ植物の葉は「赤」という色を選んだのでしょうか？実は赤色になるメカニズムが解明されていても、なぜ「赤」という色なのかについては正確にわかっていません。一説によると、葉を毒素から守るためだと考えられています。先ほど紹介した緑色の色素である「クロロフィル」ですが、実は植物の組織を破壊する毒素を生成してしまいます。通常クロロフィルは葉緑体の中にあるため問題ないのですが、木が冬の準備を始めて葉への水や栄養分の循環を止めると、葉緑体が壊れて漏れ出てしまうのです。葉緑体から漏れ出たクロロフィルが植物の組織を破壊する毒素になってしまうのです。紅葉することで身を守る葉緑体から漏れ出たクロロフィルは青色の光を吸収することによって毒素を生成します。そこで、この青色の光の吸収を阻止し、毒素から身を守るために葉の色が赤くなると考えられています。赤色の色素は青色の光をよく吸収する性質を持っていることから、クロロフィルが青色の光を吸収するのを阻止してくれるのです。木は落葉させる前に葉に残った栄養分を全て吸収しますが、その際に余計な毒素を吸収しなくてもいいメカニズムだと考えられています。この説が正しいのかまだ検証されていないそうですが、もし正しければ樹木はとても効率的で非常に頭の良い生物のように思えますね。
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