質問コーナー


質問コーナーでは、植物科学に関するご質問に、サイエンスアドバイザーや専門の先生方がお答えします。サイエンスアドバイザーから回答を依頼された先生は、ご協力よろしく御願いします。

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最新の質問と回答

質問：断根した根からの新根の発生についての規則性について 登録番号: 2150
2010-02-17
質問その１
樹木の根を断根したところから新たな根、白根が発生しますが、ある大学の先生の講義を聴いたところ、５〜６回の枝分かれをすると話をしていました。
樹木の根には、発根数や根の枝分かれに規則性があるでしょうか。
質問その２
白根の寿命は１週間程度との話を聞きました。樹木は、白根からコルク表皮に
包まれた支持根に変化するのでしょうか。
２点教えて下さい。
教員
ユッキー
回答：
ユッキー様


みんなのひろばへのご質問ありがとうございました。
ご質問の中の「白根」という語は植物学用語ではないので、園芸関係の用語かと思い、園芸大百科事典（講談社）や園芸植物大事典（小学館）を調べて見ましたが、見つかりませんでした。そこで、多分、根を切ったことによって生じた新しい側根のことだろうと思い、側根あるいは新しく形成された側根という語を用いてお答えすることにしました。



質問1）

側根は元の根の木部の位置に形成されます。従って、一つの面では木部の数より多くは出来ません。そういう意味では場所、数に規則性があると言えますが、側根が形成されるかどうか、伸びて来た側根が枝分かれをするかどうかは、内的、外的な要因によって左右されますので、根全体で見れば、規則性はないと考えたほうが良いと思います。

側根の数ですが、主に内的な要因、特に植物ホルモンの一種のオーキシンの供給量によって変わります。オーキシンは側根形成に必須で、オーキシンがないと側根は形成されません。オーキシンは地上部から供給されます。地上部のオーキシンの供給源である芽や若い葉を取り除き、切り口へのオーキシンの供給量を減らすと、形成される側根の数は減少します。枝分かれですが、これは主に外的な要因、特に土壌中の窒素肥料の量に左右されます。窒素肥料の少ない場所に植えられている植物の根の近くの限られた場所に窒素肥料を与えると、与えられた場所の近くの根の側根形成や形成された側根の枝分かれが促進されます。


質問2）

新しく形成された側根の寿命ですが、形成された側根はすべて一人前の根に発達する能力を備えています。ただ、一人前に発達するかどうかは、形成された側根自身が決める事ではなく、親植物の都合によって決められています。
根はエネルギーを稼ぎ出す事がなく、専らエネルギーを消費する器官ですので、形成された側根が水や無機栄養の取り込みにあまり貢献しない場合、親植物はその側根の発達を助けません。側根は発達することなく枯死します。逆に、水や無機栄養分の取り込みについて、新しく形成された側根に手伝って貰いたい状況にあれば、新しく形成された側根を一人前に発達させることになります。


柴岡弘郎（JSPPサイエンス・アドバイザー）
2010-03-09
JSPPサイエンス・アドバイザー
柴岡 弘郎

質問：作物に対する葉面散布について 登録番号: 2152
2010-02-24
作物に葉面散布を行う時、目的の肥料成分に尿素を混ぜると葉面からの吸収が高まるとよく言われるのですが、尿素を混ぜると本当に吸収が高まるのでしょうか。また高まるとしたら尿素がどのように働くのですか。
自営業
嶋田誠一
回答：
嶋田誠一　さん：

みんなの広場 質問コーナーのご利用ありがとうございます。
肥料の葉面散布は実際の農業現場でかなり用いられているようです。植物栄養学を専門とされている京都大学の 間藤　徹先生に伺ったお答えを中心にまとめました。

尿素は、生体pHでは非電解質のため、イオン性物質よりかなり速く細胞膜を透過し吸収されます。最近の研究では尿素分子を運搬する輸送体やチャンネルが細胞膜にあることも明らかにされています。体内吸収後はウレアーゼによってアンモニウムイオンに加水分解され利用されますが、過剰施用はアンモニアの過剰障害が心配されますし、尿素自体の過剰蓄積も有害との報告もあります。


尿素にはいわゆる界面活性剤（展着剤）としての機能はありませんので、尿素とその他の栄養素を混ぜても、他の栄養分の吸収が上昇することは考えられません。実際に尿素と他の栄養成分との併用散布の研究報告はたくさんありますが、尿素の併用が他の成分の吸収を亢進するとする報告は見つかりませんでした。おそらく、窒素の増施によって細胞の窒素代謝が亢進し、その結果、その他の物質の吸収が促進されたようにみえると推定されます。


植物は根から吸収する無機栄養分と地上部で行われる光合成によって正常に生育します。そのためふつうの状態では葉面散布は必要なものではないと思われます。植物はチッソ肥料の量にしたがって生育が良くなる傾向がありますが、土壌への過剰チッソの施肥は環境汚染の原因ともなるため土壌への施肥を減少させて尿素の葉面散布でこれを補うとか、比較的不足しやすい微量元素を葉面散布で補うという理由で行われてはいます。また土壌条件や植物自体の傷害や生理状態の異常で根からの吸収が十分でない場合には、それらを補うための葉面散布は効果があるとされています。ホウ素（ホウ酸）、カルシウム（たとえばリンゴ酸カルシウム）などの葉面散布が行われていますが、植物体内の含有量が閾値近くまで下がっている場合を除いては実際の効果は疑わしいものです。いずれにしても土壌からきちんと吸収できるよう環境を整えてあげるのが、コスト的にもベストだと思います。


間藤　徹／今関 英雅（京都大学応用生命科学専攻／JSPPサイエンスアドバイザー）
2010-03-09
京都大学応用生命科学専攻／JSPPサイエンスアドバイザー
間藤　徹／今関 英雅

質問：ベンケイソウ科の繁殖作戦 登録番号: 2155
2010-02-27
ベンケイソウ科の中に、セイロンベンケイやコダカラベンケイなど、多数花をつけるにも拘らず、葉の鋸歯の間や先端から、幼植物体を出し、固体を増やしていくものがありますね。
種子を作るエネルギーより、少なくて済むのでしょうか。
種子ならば、他の遺伝子が入るので、進化もありえますが、ハカラメ（葉から芽）であれば、クローンを増やすだけ・・に思えますが、こういうものの育つ場所に、対応する生き物が少ない、ということでしょうか。
サボテンやリュウゼツランなど、砂漠や暑い地域の植物に多いように思えます。
一般
ＥＭＵ
回答：
EMUさん

みんなのひろばへのご質問ありがとうございました。頂いたご質問の回答を東京大学の塚谷裕一先生にお願いいたしましたところ、以下のような丁寧な回答をお寄せ下さいました。ご参考になるに違いないと思います。なお、以前、塚谷先生にお願いした登録番号 1885 の質問の回答も合わせてご覧になって下さい。

柴岡弘郎（JSPPサイエンス・アドバイザー）



EMUさん

　質問をありがとうございます。

　たしかにセイロンベンケイソウやコダカラベンケイソウ、キンチョウなど一群の種は葉や花序から芽を吹きますね。あれは昔、葉の細胞がそのまま芽に変わったものだと誤解されていましたが、実際は不定胚といって、タネの中にできる胚と同様のものを無性的に作っているものです。いずれにせよ、ご指摘の通り、無性生殖の一つです。ですのでお察しの通り、クローン繁殖です。クローンなので、遺伝的な多様性は、種子で増える有性生殖の場合に比べて低くなりがちではあります。ですが、それは必ずしも不利なことではありません。この無性生殖と有性生殖のメリットの違いは、以前この欄で答えたことがあるので（登録番号1885）、そちらをご覧下さい。

要点を再録すれば、有性生殖のデメリットは、まず何よりも、親と子が必ずしも似ないということです。ということは、今の世代がせっかくうまく環境に適応しているとしても、次の世代ではうまく行かないかもしれなくないということです。その代わり、大きな集団を作れば、その中には多様な個体が生まれる可能性が高まります。ただ、コストはやはりかかります。


　一方、クローン繁殖なら、どの個体も同じ性能を持っていますから、ひとたび優れた個体が生まれれば、基本的にあとは安泰です。そのまま大量複製をしていけばいいだけです。ただし、問題はあります。それは、均一な性能の持ち主ばかりになった場合、変幻自在な病害虫に対応しきれないかもしれない、という点です。そこさえクリアできるなら、ほとんど問題はありません。この辺は拙著『植物のこころ』岩波新書でも解説していますので、良かったら参考になさってください。


　そんなわけで、クローンで増えることは、デメリットばかりではありません。もちろんコストもかからず済みますし、何よりも性質が安定しています。ですので、コダカラベンケイソウの類は、そのクローンを生み出す速度と数が飛び抜けているので目立ちますが、クローンで日常的に繁殖するのは、コダカラベンケイソウの類に限りませんね。球根植物はみなそうですし、宿根草もほとんどそうですね。オリヅルランやユキノシタも、放っておくとランナーでものすごい数に増えていってしまいます。


　ですので、多分本音としては、どんな植物もクローン繁殖の能力を欲しいところでしょう。ですので生育環境としても、コダカラベンケイソウの類は乾燥地適応ですが、これはたまたまです。例えば正反対の例として、日本だと高山帯でしか見られないムカゴユキノシタなどは、寒くて湿り気の高いところにしか生えませんが、これも栽培してみると、葉腋からぞくぞくと小さなムカゴを吹いて、コダカラベンケイソウ並の、ものすごい勢いで増えていきます。暑さや乾きとは関係なく、ともかくそういう性能を得たもの勝ちで、どんどん増えるようになったというわけです。

病気に対する抵抗性が強い遺伝子を獲得したか、あるいは病害虫の少ない環境に暮らすか、どちらかであれば、クローンくらい楽な生き方、増え方はないのです。
　　 　　　


塚谷 裕一（東京大学大学院理学系研究科　生物科学専攻教授）　
2010-03-04
東京大学大学院理学系研究科　生物科学専攻教授
塚谷 裕一

質問：植物のなぜ　？ 登録番号: 2154
2010-02-26
佐藤公行先生このあいだは、質問に答えていただき有難うございました。日光が植物の育つためのエネルギーにどのようにしてなるのかが、大変良く分かりました。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　さて、今回の質問は、なぜ植物の維管束は、形成されているのと、散らばっているのとがあるのか。植物によって葉のつくりが違うのか。植物によって根っこの形が違うのかです。
　
小学生
植物男
回答：
植物男　くん：

みんなの広場 質問コーナーのご利用ありがとうございます。

植物男くんのように植物の形や働きに強い関心をもつ小学生がいることを心強く思います。植物をよく見るといろんな疑問がおきますね。ところが、今回の疑問にお答えするのはとても難しいことです。確かなことは、今からおよそ４億２千万年前に地上植物が現れ、今までの間に少しずつ形や生き方が変わってきて現在のたくさんの種類の植物ができあがったことです。この変化を生物進化とよんでいます。植物の種類によって葉の形、根の形がちがうのも、また維管束が輪のようにきれいに並ぶもの、散らばっているものができるのも進化の結果ですので、まず進化ということを考えてみます。

植物男くん、生物の形、働きはすべてたくさんの遺伝子の働きで決められることは知っていますね。親から子供へと代々受け継がれていき、変わらないものと思われますが、４億年の間におこった環境のいろいろな変化によって遺伝子の数も作りも少しずつ変わっていきました。遺伝子が変わればその働きも少し変わるものがあり、その結果変わった遺伝子をもった生物は形や働きが少し違うものができます。

遺伝子の種類はたくさんあって、どの遺伝子がどのくらい変わるかは偶然が決めていました。そのため、たくさんの種類の形や働きが違った生物ができた筈です。中には遺伝子が変わりすぎて死んでしまったものもあるはずです。生き残った変わり者たちも、その時代の自然環境の中で生き残れるもの、生き残れないものが出来ます。このような遺伝子の変化、形の変化、働きの変化を４億年の時間をかけて繰り返して生き残ってきたのが現在の生物種です。

維管束の並び方もたくさんの遺伝子が働いて決められていますが、進化の途中でそれらの遺伝子が変化したために多種多様な並び方をもった植物がどこかの時代にできたはずですが、結局生き残れたのは今の双子葉植物に見られる輪のように並んだものと、単子葉植物に見られる散らばったものだったのです。何本かの維管束が固まって束になったものもできたかも知れません。でもそれは生き残れなかったのです。葉の形もたくさんの遺伝子の働きで決まります。それらの遺伝子が少し変化してヤツデやカエデのように変化したり、ネムノキやオジギソウのように複葉になったり、縁にギザギザができたり、丸くなったり、長くなったりしても生き残ることには問題がなかったので、いろんな形の葉をもつ植物が今も残っているものと考えています。根の形についてもまったく同じことで、今の根の形だけが生き残ることができたものと考えているのです。



植物男くん、忘れてはいけないことは、このような変化は４億年というとても長い時間をかけておきたこと、この間には空気の組成、温度、太陽活動、紫外線・放射線の強さなどの自然環境も大きく変動していたことです。そのために、たくさんの種類ができ、生き残れたものだけが残ったのです。ヒトが類人猿との共通の祖先から分かれたのは諸説ありますが１０００万年くらい前と考えて良いでしょう。この、わずか１０００万年の間に現在のようにたくさんの人種ですらできあがったのです。


今関 英雅（JSPPサイエンスアドバイザー）
2010-03-01
JSPPサイエンスアドバイザー
今関 英雅

質問：植物と光 登録番号: 2151
2010-02-22
なぜ、日光は植物の育つためのエネルギーになるのか。また、植物が育つための栄養を自分でつくるのに〔光合成〕どのようにして光がつかわれているのか
。
小学生
植物人間
回答：
植物人間　くん


このコーナーに質問をくださりありがとうございます。



まず、「光合成」についての説明から始めることにします。

光合成とは、植物が二酸化炭素や水などの簡単なもの（無機物と呼ばれる）からデンプン・タンパク質・脂肪などの複雑なもの（有機物と呼ばれる）を合成する反応のことをさします。ところで、一般に、複雑なものは簡単なものに比べてより多くのエネルギーを含んでおります。したがって、無機物から有機物を合成する光合成が進行するためには、先ずエネルギーの取り込みが必要となってきます。光合成で利用されるのは光のエネルギーです。


ところで、光はエネルギーの粒のようなもので、専門的には「光量子（コウリョウシ）」などと呼ばれることがあります。光のエネルギーが利用されるためには、先ず光量子が物質によって吸収される必要があります。光を吸収する物質は「色素（色が付いているもの）」と呼ばれています。光合成で働くおもな色素は「クロロフィル（葉緑素）」です。光合成の反応の仕組みを説明することは簡単ではありませんが、大まかには、クロロフィルに吸収された光エネルギーが別の形のエネルギー（化学エネルギー）に変換され、無機物から有機物を合成する反応に使われています（エネルギーは形を変えるのです）。



私たちを含む動物は、植物が合成した有機物を食物として取り入れ、「呼吸」などの反応でこれを分解して、その際に取り出されるエネルギーを生命活動に利用して生きています。言い換えると、有機物は光のエネルギーを詰め込んだ缶詰のようなもので、私たちはこのエネルギーの缶詰に依存して生活しており、間接的には光エネルギーを食べて生きていることになります。そんな意味で、“植物”は大変重要ですね。



以上、少し難しい説明になったかもしれませんが、理解していただけたでしょうか。



佐藤公行（JSPPサイエンスアドバイザー）
2010-02-24
JSPPサイエンスアドバイザー
佐藤公行

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