光屈性の説明

シャロン・ホワイト/ゲッティイメージズ

日当たりの良い窓辺にお気に入りの植物を置きました。すぐに、植物がまっすぐ上向きに成長するのではなく、窓に向かって曲がっていることに気付きます。この植物はいったい何をしているのでしょう？

光屈性とは何ですか？

あなたが目撃している現象は屈光性と呼ばれます。この単語が何を意味するかについてのヒントとして、接頭辞の「写真」は「光」を意味し、接尾辞の「トロピズム」は「回転」を意味することに注意してください。したがって、光屈性とは、植物が光に向かって向きを変えたり曲がったりすることです。

なぜ植物は光屈性を経験するのですか?

植物はエネルギーの生産を刺激するために光を必要とします。このプロセスは呼び出されます 光合成 .植物がエネルギーとして使用する糖を生成するには、太陽やその他の光源から生成される光と、水と二酸化炭素が必要です。 空気 も生成され、多くの生命体が呼吸のためにこれを必要とします。

屈光性は、植物が可能な限り多くの光を得るために採用する生存メカニズムである可能性があります。植物の葉が光に向かって開くと、より多くの光合成が行われ、より多くのエネルギーが生成されます.

初期の科学者は光屈性をどのように説明しましたか?

光屈性の原因に関する初期の意見は、科学者の間でさまざまでした。テオプラストス (紀元前 371 年 - 紀元前 287 年) は、光屈性は植物の茎の照らされた側から液体が除去されることによって引き起こされると信じており、フランシス ベーコン (1561 年 - 1626 年) は後に、屈性はしおれによるものであると仮定しました。ロバート・シャーロック (1630-1684) は、植物が「新鮮な空気」に反応して曲がると信じ、ジョン・レイ (1628-1705) は、植物は窓に近い温度の低い方に傾くと考えた.

まででしたチャールス・ダーウィン(1809-1882) 光屈性に関する最初の関連実験を行う。彼は、先端で生成された物質が植物の湾曲を誘発したという仮説を立てました。テスト用の植物を使用して、ダーウィンは一部の植物の先端を覆い、他の植物は覆わないままにして実験しました。先端が覆われた植物は、光に向かって曲がりませんでした。植物の茎の下部を覆い、先端を光にさらすと、それらの植物は光に向かって移動しました。

ダーウィンは、先端で生成された「物質」が何であるか、またはそれがどのようにして植物の茎を曲げたのかを知りませんでした.でも、 Nikolai Cholodny と Frits が行った 1926年に、高レベルのこの物質が植物の茎の日陰側に移動すると、その茎が曲がり、先端が光に向かって移動することがわかりました.最初に同定された植物ホルモンであることが判明したこの物質の正確な化学組成は、 ケネス・ティマン (1904-1977) 分離し、インドール-3-酢酸、またはオーキシンとして識別します。

光屈性はどのように機能しますか?

光屈性のメカニズムについて現在考えられているのは以下のようなものです。

約 450 ナノメートルの波長の光 (青/紫光) が植物を照らします。光受容体と呼ばれるタンパク質が光をキャッチし、それに反応して反応を引き起こします。フォトトロフィズムの原因となる青色光光受容体タンパク質のグループは、 フォトトロピン .フォトトロピンがオーキシンの動きを正確にどのように知らせるかは明らかではありませんが、オーキシンが光に反応して茎の暗い陰影のある側に移動することが知られています.オーキシンは、茎の陰になっている側の細胞で水素イオンの放出を刺激し、細胞の pH を低下させます。 pH が低下すると酵素 (エクスパンシンと呼ばれる) が活性化され、細胞が膨張し、幹が光に向かって曲がるようになります。

光屈性についての豆知識

• 窓の中で植物が光屈性を経験している場合は、植物を反対方向に回転させて、植物が光から離れて曲がるようにします.植物が光に向かって戻るのに約8時間しかかかりません。
• 一部の植物は、光から離れて成長します。これは、負の光屈性と呼ばれる現象です。 (実際、植物の根はこれを経験します。根は確かに光に向かって成長しません。根が経験していることの別の言葉は、重力屈性です。つまり、重力に向かって曲がっています。)
• Photonasty は、何か厄介なものの写真のように聞こえるかもしれませんが、そうではありません。光刺激による植物の動きを伴うという点で光屈性と似ていますが、光性では光刺激の方向ではなく、あらかじめ決められた方向に動きます。動きは光ではなく、植物そのものによって決定されます。光害の例としては、光の有無による葉や花の開閉が挙げられます。