今回は「紅葉で葉が赤くなる理由」ということで、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、景色がとても綺麗に見えるようになりますよね。
日常生活では秋になると紅葉するのが当たり前となっていますが、そもそもなぜ葉の色が赤色になるのかをご存じですか？
また、黄色に色付く理由についてや、なぜ「赤」なのかについても解説していきます。
紅葉で葉が赤くなる理由
それではさっそく紅葉で葉の色が赤くなる理由について解説していきます。
もみじやナナカマド、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」が生成されるのが理由となっています。
アントシアニンは赤い色素であることから、人間の目から見た時に葉の色が赤くなって見えるんですね。
そもそも、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すね。
冬を迎えるための準備
人間が冬を迎えるために色々と準備を始めるように、木々もまで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、効率良く光合成が出来なくなることから冬眠します。
そして、冬眠をする前の準備として、まずは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、この葉を落とし始める準備段階として葉が赤くなるんですね。
葉が赤くなるメカニズム
続いて、葉が赤くなるメカニズムについて解説していきます。
冬に向けて必要の無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を回収します。
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たとしても、葉は日光を浴びると光合成を続けます。
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と送れず、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、最に先ほど解説した赤い色素である「アントシアニン」となるんですね。
このように、紅葉を始めた葉は水も栄養の行き来も遮断されているから、やがて冬を迎えると落葉するのです。
それでは黄色は？
続いて、葉が黄色に色付く理由について解説していきます。
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、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見えてきて、葉が黄色く色づいていくんですね。
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「赤」という色が選ばれたのでしょうか？
実は赤色になるメカニズムが解明されても、なぜ「赤」という色が選ばれたのかについては正確にわかっていないのです。
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うのです。
普段は葉緑体の中にあるため大丈夫なのですが、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。
そして、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んですね。
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るのです。
実は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んですね。
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、その際にも余計な毒素を吸収しなくて済んでいます。
この説が正しいかはわかりませんが、もし正しければ木が効率的でかなり頭の良い生物のように見えますよね。
以上が「紅葉で葉が赤くなる理由」についてでした。
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まとめ
木は冬を迎える準備として、葉に残った栄養分を全て吸収した後、枝と葉を遮断して水分や栄養を行き来出来ないようにする。
遮断された後も葉は光合成を続けるため、葉の中にグルコースが生成され続ける。
生成されたグルコースは最終的に他の成分と合成されて、赤い色の色素であるアントシアニンとなる。
赤となる理由については正確にわかっていないが、有害な毒素の生成を阻止して、身を守るためだと考えられている。
