葉の色の変化について詳しく解説

導入

ニューイングランドのカエデの葉

秋の間、多くの落葉樹は落ちる前に葉の色の変化を経験します。多くの木々に見られるこの色の変化は、しばしば秋の色と呼ばれます。

クロロフィルと緑色

葉が緑色なのは、クロロフィルと呼ばれる色素のグループが存在するためです。植物の成長時の場合のように、クロロフィルが細胞内に豊富にある場合、クロロフィル分子の緑色が優勢となり、葉に存在する可能性のある他の色素の色が隠蔽されます。したがって、夏の葉は一般的に緑色です。

この葉では、葉脈は緑色のままですが、他の組織は赤くなりました

クロロフィルは、太陽光線を吸収し、その吸収によって生じるエネルギーを植物の「食物」、つまり水と二酸化炭素から生成される単糖の生産に使用するという重要な機能を果たします。これらの糖は植物の食事の基礎であり、植物の成長と発育に必要な唯一の炭水化物源です。食物を作るこのプロセスでは、クロロフィル自体が解離するため、クロロフィルは継続的に「消費」されます。しかし、成長期間中、クロロフィルの損失が植物によって補われるため、クロロフィルレベルは高いままであり、そのため葉は緑色のままです。

夏の終わりには、葉の内外に液体を輸送する静脈が、葉柄が折れる正確な位置の葉の付け根にあるコルクによって徐々にブロックされます。このコルク層が成長するにつれて、水とミネラルの流入はますます急速に減少します。クロロフィルのレベルが減少し始めるのはこの期間中です。

写真

他の色に寄与する顔料

カロテノイド

色の変化を示す葉の断面図。画像をクリックすると拡大します

秋が近づくと、植物の内部および外部の特定の要因により、クロロフィルの解離速度よりも大きなクロロフィル更新の減速が引き起こされます。この期間中、クロロフィル合成は徐々に減少するため、マスク効果は徐々に減少します。次に、葉が生きている間ずっと細胞内に存在していた他の色素が現れ始めます。これらは、黄色、茶色、オレンジ色を発するカロテノイドです。

カロテノイドは、クロロフィル色素と並んで、葉の細胞内の小さな構造である色素体と呼ばれる細胞小器官に存在します。場合によっては、葉に大量に含まれるため、夏でも植物が黄緑色になることがあります。しかし、ほとんどの場合、カロテノイドは葉がクロロフィルを失い始める秋に初めて現れます。

生物界で一般的に見られるカロテノイドは、ニンジン、トウモロコシ、カナリア、水仙、さらには卵黄やバナナの特徴的な色の原因となっています。

その黄色とオレンジ色は、トネリコ、カエデ、チューリップ、ポプラ、ポプラ、カバノキ、サクラ、プラタナス、サッサフラス、ハンノキなどの広葉樹種の葉を染めます。

アントシアニン

秋の紅葉を飾る赤、紫、およびそれらの組み合わせは、アントシアニンと呼ばれる別の色素ファミリーに由来します。カロテノイドとは異なり、これらの色素は通常、生育期間中に葉には存在しません。これらの分子は夏の終わりに現れます。実際、生の樹液は葉に流れ込み続けますが、糖分を多く含んだ加工された樹液はコルクによってブロックされ、葉の組織に糖分が強制的に蓄積されます。