光合成
一般的に植物のほとんどが光合成をし、二酸化炭素と水から栄養を作り出しています。
なので植物は夜になると光合成の活動が呼吸よりも弱くなります。
小学生のころ、色の変わる試薬を試験管にいれ、その中に水草を入れて実験したのを覚えていますか？
昼間植物が光合成をし酸素を水中に放出する現象を色により分かりやすく観察するものでした。
夜間は光合成が止まるため酸素を呼吸により使用し、二酸化炭素が放出されました。
一般的にこのような昼間に光合成をすべて行う植物をC3植物と呼びます。
しかし、乾燥していたり、熱い地域の多肉植物は昼間に酸素を放出したくない植物が多いです。
植物は気孔という門を葉に持っています。
気孔から植物は水蒸気や酸素を放出したり、逆に水分や二酸化炭素を取り込んだりもします。
そして蒸散をすることで根から水を吸い上げています。
ニュアンスは違いますが、イメージは蛇口を常に開けているようなものです。
しかし、サボテンが生育するような地域で、昼間日本の植物のように気孔を開けていてはどうなるでしょうか。
答えは簡単です。干からびてしまいます。
そこでサボテン等の多肉植物はどのように進化しているのか。
まず思い浮かぶのはプニプニと太った葉っぱですね。
多くのお水を保水することで乾燥に耐えることができます。
ですが、気孔を開けて二酸化炭素を取り入れなければ、光合成はできません。
サボテン等はここで賢い手段を使います。昼間と夜で光合成を分けて行うのです。
昼間、光を浴びることで光合成に必要なエネルギーを得て光合成をしっかりします。
二酸化炭素はどこから得るかというと、
夜間涼しくなった時間に気孔を開け、二酸化炭素を吸収します。
ただ吸収するのではなく水が貯めてある葉で、より水に溶けやすい物質に二酸化炭素を変えて昼間に備えます。
この物質をリンゴ酸といいますが酸っぱいです。
そのため多肉植物、例えばハオルチアも食べてみると酸っぱいです。
このような光合成をおこなう植物をCAM植物といいます。
よく、サボテンや多肉、エアプランツにキリフキをするときは夕方からが良いといいますが、理由がちゃんとあります。
ここまではよく知られるCAM植物ですのお話です。
もちろんエアプランツなどは乾燥させすぎはよくないですし、自生地の環境に近いほうが良いです。
そして、CAM植物が昼間に気孔を全く開けないかと言われればそうではありません。
葉っぱの中のリンゴ酸を使い切ってしまえば夕方を待たずに気孔を開けて二酸化炭素を吸収することも知られています。
そして昼間の間ずっと光合成をしているわけでもないことも分かってきています。
リンゴ酸の量もありますし、特にサボテンなどは多くの場合短い時間で強い光を浴びると強く育つものが多いようです。
こういった植物の進化の知恵を知っているとより上手に植物を育て上げることができるかもしれませんね。
伊藤 郁純
