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秋になると葉が紅葉するメカニズム

秋になると紅葉の見頃予想や人気スポットなどの特集が旅行雑誌やテレビ番組で組まれたりしますよね。今回は、この紅葉のメカニズムについてシェアします。

寒くなると葉が紅葉する理由

紅葉のきっかけは、植物が葉に栄養供給することを停止してしまうから。葉への栄養供給が停止されると、葉は光合成のための組織であるクロロフィル( 葉緑素)の分解を始めます。

植物の葉が緑色なのは、このクロロフィルが存在するからなんです。クロロフィルの分解が進むにつれて、葉から緑色が失わ れていきます。

植物が葉への栄養供給を停止する条件

植物が葉を持つ最大の理由は光合成で栄養を得るため。北半球の国では夏至を頂点として徐々に日照時間が短くなっていきます。秋になると、かなり早い時間に日が暮れて驚くこともありますよね。

日照時間が短く、気温も下がってくると光合成の効率も低下していきます。葉を維持することにも栄養が必要です。

冬に向けてどんどん光合成で得られる栄養は低下していき、葉を維持することが植物の負担になってきます。

最終的に光合成のコストパフォーマンスはかなり悪くなり、葉を捨てて休眠に入る決断をします。植物が休眠の決断をする時期は、日中の気温が8度になる頃です。

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寒くなると動物が冬眠するように、植物も眠りに入るんです。

出典:光と色と
植物の葉が緑色の理由
なぜ植物の葉が緑色なのかご存知でしょうか。光合成に使われる光は赤色と青色なんです。私たちは物体が吸収しなかった色を反射光として見ることができます。葉が赤色と青色を吸収するので緑色に見えるんです。同じ原理でリンゴが赤色に見えるのは、リンゴが赤色以外の色を吸収しているからなんですよ。
出典:光と色と

黄色に染まる葉と赤く染まる葉の違い

紅葉には大きく分けてなどの赤色に染まる葉と、黄色がありますよね。一般的にどちらも「紅葉」と呼ばれることが多いですが、狭義には葉が赤く染まる現象を「紅葉」、黄色に染まる現象を「黄葉」と定義されています。

葉が黄色に染まるメカニズム

幹からの栄養供給が止められ、クロロフィル(葉緑素)も吸い上げられてしまった葉は緑色を失っていきます。

すると今まで緑色に隠れていた黄色の成分(カロチノイド)が私たちの目で認識できるようになります。これが葉が黄色に染まる仕組みです。

黄色く染まる植物で最も有名なのは銀杏(イチョウ)ではないでしょうか。大阪市内では街路樹に利用されている場所も多いです。他にもシラカバが有名 どころですね。

葉が赤色に染まるメカニズム

幹からの栄養供給が止められた後も葉は光合成を続けます。その結果、微量ながら枝に運ばれれない糖分が葉の中に溜まってしまいます。

この糖分の量が葉を赤く染めるポイントになるんです。 葉に溜まった糖分は、葉の中にあるクロロフィル(葉緑素)と化学反応を起こしアントシアニンに変化します。このアントシアニンが葉を赤に染める色素になるんです。

こちらは、カエデ、ナナカマドなどが代表的な植物ですね。

綺麗な紅葉になるための条件

毎年同じように見える紅葉ですが、いつもより綺麗に見えたり、逆に残念に見えたりした経験はありませんか。綺麗に葉が色を変えるには3つの条件がある んです。この3つの条件によって紅葉の出来が変わってきます。

晴れの日が多いこと

秋になって日照時間が短くなるのですが、そんな中でも葉が日に当たる時間を確保できることが綺麗な紅葉を生む条件の1つです。

赤い色素になるアントシアニンは日光の刺激によって合成されます。曇った日が続くとアントシアニンの合成が十分に行われず綺麗な紅葉にならないこともあるんです。

適度な水分が供給されること

葉が乾燥しすぎないためにも適度な水分が必要です。湖畔や滝の近く、河辺などに綺麗な紅葉が多いのは、地中や空気中に適度な水分があって葉が良いコンディションを保ったまま、紅葉の準備が進められるからなんです。

水辺ではない場所でも寒暖差で露が発生したり、雨が降ったり湿度が保たれることで綺麗な紅葉した葉を見せてくれます。 乾燥しすぎると綺麗に紅葉する前に葉が枯れてしまうんです。

昼夜の寒暖差が大きいこと

平地では難しい昼夜の寒暖差。この気温の変化が葉をより綺麗に紅葉させます。紅葉の綺麗なスポットとして、山間部や盆地などが名を上げられるのも、寒暖差が生まれやすい環境にあるからこそなんです。

8 COMMENTS

SUZU

図入りでわかりやすかったです!毎年、紅葉の季節になると、連れ合いと「どういうメカニズムだったんだっけ・・・」と、説明できずにいました。今年は、「おお、かなりクロロフィルの分解が進んできたね!」と言ってみようと思います。

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YUKISHI

SUZUさん。コメントありがとうございます。秋から冬にかけて紅葉するって事は知っているけれど、どんな仕組みで紅葉したり落葉しちゃうのかって事を考える機会ってあまりないですよね。そういうものなんだ…って思考を止めちゃいがち。ぜひ、この仕組みをネタに会話を盛り上げちゃってください。

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saki06

紅葉の時期、きれいだなあ~と思うだけで、メカニズムはよくわかっていませんでしたが
綺麗な紅葉になるための条件なんていうのもあるんですね。
子どもがもう少し大きくなったら、一緒に紅葉を見に行ったりして、寒くなると葉が紅葉する理由、メカニズムについて教えてあげたいな~と思います。

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YUKISHI

saki06さん。コメントありがとうございます。綺麗な紅葉の条件なんて普通は考えないですよね。ぜひ、お子さんが大きくなったら一緒に紅葉狩りにでも出かけて、自然の仕組みを教えてあげてください。「なぜ、そうなるんだろう」っていろんなところに疑問を持つことが、学びの場でも活かせると思います。

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tomechan

とても分かりやすい解説ですね、紅葉のメカニズムがよく分かりました。
何故秋になると葉を落とすのかも分かりました、葉への栄養供給を停止して葉を落として休眠に入るのですね。
紅葉と黄葉の違いの理由もよく分かりました、友人達に解説してやろうかな。

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YUKISHI

tomechanさん。コメントありがとうございます。そうなんです。こんな仕組みを知っちゃうと植物も動物と同じように生きているんだなって感じませんか? ぜひ、友達と一緒に紅葉のメカニズムを解説しちゃってください(笑)

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ゆめ

動物と同じで植物にもお休みが必要。光合成の働きを良くするためにも紅葉が重要な役割を果たしているというのがよくわかりました。

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YUKISHI

ゆめさん。コメントありがとうございます。そうです。そうなんです。植物も生きているんですよ。声も目に見える動きもないですけど、そんな基本的なことを忘れていました。動物とは違って痛覚はないそうです。でも、近年の研究で魚にも痛覚があることが判明したように、もしかしたら植物にも痛覚があるかもしれないですよね。むやみに踏んだり枝を切ったりするのはかわいそうかなって思い始めています。

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