紅葉のメカニズム

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今年も紅葉の季節となりました!
今年は全国的に紅葉が綺麗とのことですが。。

樹木の一部はなぜ紅葉するのか?
紅葉のメカニズムについて、いろんな資料を総合して簡単に説明してみます。


紅葉するのは主に落葉樹です。
紅葉のメカニズムは落葉のメカニズムと関係しています。

秋から冬にかけて気温が低くなると、ある種の樹木(落葉樹)は根から水分や養分を吸い上げる力が弱くなります。
葉は光合成で養分を作り出しますが、それには水分が必要です。また葉は「蒸散」といってその表面から水分を発散しています。
気温が下がって根から吸い上げる水の量が減ってくるのに、葉がついて活動したままだと、樹木全体で水分のバランスがとれなくなって枯れてしまうことになります。
それで、落葉樹は葉を落としてバランスをとろうとします。根から水も吸い上げないし葉から水分を蒸発させないバランス、すなわち「休眠」状態です。

葉を落とすために、葉の葉柄の付根の部分に「離層」と呼ばれるコルク層が形成されます。コルク層は樹皮と同じですから、葉はやがて(風にふかれて)落ちます。
これが落葉のメカニズムです。



さて、ここからが紅葉のメカニズムですが、
葉の葉柄の付根の部分に「離層」と呼ばれるコルク層が形成されると、葉と茎の間で水や養分の流れが妨げられます。
すると、それまで葉を緑色に見せていた葉緑素の「クロロフィル」が老化、分解されます。
葉を形成する葉緑体の中には、黄色の色素「カロチノイド」も含まれています。クロロフィルの量の方がカロチノイドに比べて多いため、春から夏は緑色に見えます。ところが、クロロフィルが分解されると緑色が消え、隠れていたカロチノイドの黄色が表に出てくるため、葉は黄色く見えます。
これが紅葉のうちの「黄葉(おうよう)」の現れる理由です。

イチョウなど黄葉しかしない種類もあります。
カエデ類のように本来は紅葉するものでも黄葉で止まってしまうものもあります。



さて、葉が赤くなる方の「紅葉」ですが、
葉の光合成によりつくられた糖分やアミノ酸が「離層」により枝に流れなくなって葉に残ります。これに日光が当たると「アントシアン」という赤色の色素が合成されて赤くなるのです。

イチョウなどで「アントシアン」が合成されて赤くなることが絶対にないのは、もともとこの素材がないのか、なにか酵素のせいなのかよく分かりません。。



このように、葉から緑色の「クロロフィル」が分解されて、「カロチノイド」が目立って黄色になる過程と、
そこからさらに「アントシアン」が合成されて赤くなる過程が紅葉のメカニズムと言えます。


それでは、
綺麗に紅葉する条件ですが、気温と日光と水分(湿度)が関係していると言われます。

1)気温
一般に紅葉は、1日の最低気温が8度以下の日が続くと色づき始め、さらに5度以下になると一気に進むといわれています。
一日の寒暖の差が大きいと、「クロロフィル」の分解が加速されて鮮やかな紅葉になるといわれています。


2)日光
良く日のあたる葉は、紫外線の影響を受けて「クロロフィル」の分解が加速されます。すなわち紅葉が鮮やかになります。
また、「アントシアン」の合成にも日光が必要なようです。
同じ木の葉や、近くにある木でも紅葉の色合いが違うのは日光の影響が大きいようです。


3)水分(湿度)
これは、落葉のメカニズムに関係しているようです。
風の強い場所や、水はけのよい乾燥地の木は上記の理由(水分バランス)で早く落葉しようとします。
早く落葉する木は(これは僕の観察ですが)急速に紅葉(黄葉)して枯れ葉になってしまうためあまり紅葉がきれいでない気がします。
赤色素の「アントシアン」の合成に必要な時間も足りないような気がします。
谷地の湿潤で、風もあまり強く吹かない場所の方が紅葉がきれいな印象があります。
これは根からの水分や空気の湿度が影響しているのではないでしょうか。。



自分の理解の整理のために書きましたが、すこしは参考になったでしょうか。。
紅葉のきれいな木は、日当りの良い、あまり風の強くない場所に植えた方が良いようですね。
確かに、きれいに紅葉しても風が吹いてすぐに飛んで行ってしまっては台無しともいえますね。。。
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by juka_kawashima | 2008-11-26 18:03 | 植物について