皆さんこんにちは
花を買う人（はなを）です。
秋が深まると、山々や街路樹の葉が一斉に赤や黄色に色づき、美しい景色が広がります。この現象を「紅葉（こうよう）」と呼びます。なぜ植物の葉は、私たち人間を楽しませるかのように色を変えるのでしょうか？実は、植物が厳しい冬を乗り越えるために行う、命を守るための大切な準備なのです。
ということで今回は、紅葉の仕組みについて解説していきます。
葉っぱの色は「色素」のチームワークで決まる
私たちが普段見ている葉の「緑色」は、クロロフィルという色素（しきそ）の働きによるものです。クロロフィルは、光のエネルギーを吸収して光合成を行い、植物が生きるための養分（糖やデンプンなど）を作り出しています。
しかし、秋になって気温が低くなり、日照時間も短くなると、光合成の効率が悪くなります。水分を奪われすぎるのを防ぐためなど、木は葉っぱを落とす準備を始めます。この準備の中で、葉の色を変える作業が進みます。
黄色くなる仕組み：クロロフィルが分解されて姿を現す
葉を落とす準備が始まると、まず木は光合成に必要なクロロフィルを分解して、葉の中の養分を幹に回収し始めます。植物にとって必須な成分である窒素、リン、カリウムなどは、クロロフィルに含まれているため、優先的に回収されるのです。
緑色のクロロフィルが分解されて減っていくと、それまで隠れていた別の色素の色が目立つようになります。この黄色い色素こそがカロチノイドです。
カロチノイドは、ニンジンのオレンジ色の色素であるβ-カロテンの仲間で、温かい時期から葉の中にクロロフィルと共存していました。カロチノイドも分解はされますが、クロロフィルよりも分解されるのが遅いため、結果として黄色が目立つようになり、黄葉（こうよう）となるのです。イチョウやブナなどが黄色く色づくのはこの仕組みによります。
赤くなる仕組み：新しい色素アントシアニンが作られる
モミジ（カエデ）やナナカマドなどが赤くなる仕組みは、黄葉とは少し異なります。
赤色の正体は、アントシアニンという色素です。これは、もともと葉の中にあったカロチノイドと違い、秋になってから新しく作り出される色素です。
まず、木は葉を落とす準備として、葉の根元に離層（りそう）という壁を作ります。これは水分や養分の行き来を遮断するための栓のようなものです。この離層ができると、葉で光合成によって作られた糖が枝へ運ばれずに葉の中にたまります。
この葉の中にたまった糖と酵素（こうそ）が、日光にあたることで化学反応を起こし、アントシアニンを作り出すと考えられています。アントシアニンは赤・紫・青の色素で、熟したブドウやリンゴの皮の色もアントシアニンの色です。
紅葉の色が真紅やサーモンピンク、オレンジなど様々になるのは、木の種類によって作られるアントシアニンの量が違うためだと考えられています。
植物にとって紅葉は命を守るための大切な準備。紅葉は私たち人間にとっては美しい景色ですが、植物にとっては生き抜くための大切なプロセスであることがわかりました。
なぜアントシアニン（赤色）を作るのか？
アントシアニンが作られる目的については、いくつかの説が提唱されており、近年も研究が進んでいます。
- 光の吸収による防御説
クロロフィルが分解されて光合成の能力が落ちた葉に、強い光が当たると、細胞が傷ついたり、葉が早く落ちたりする可能性があります。アントシアニンは短波長の光を吸収することで、葉を日傘のように守り、幹へ養分を回収するのを助ける働きがある可能性があります。 - 警告信号説
アブラムシなどの植食性昆虫（しょくしょくせいこんちゅう）に対し、「自分は防衛物質が多くて栄養が少ないから、食べても無駄だ」と警告するためのシグナルであるという説もあります。 - 糖バッファー（調節）説
最も新しい研究結果の一つとして、アントシアニンは、葉の老化が進みデンプンの合成ができなくなったときに、光合成で作られた過剰な糖を代わりに使って合成されることで、葉の中の糖濃度が高くなりすぎるのを抑える役割（糖バッファー）を果たしているという説があります。糖濃度が上昇しすぎると、葉の老化が進み早期に落葉してしまうのを、アントシアニンが合成されることで回避していると考えられています。
まとめ
いかがでしたでしょうか。今回は紅葉の仕組みについて解説しました。紅葉の仕組みを理解すると、その鮮やかな赤や黄色は、単なる美しさだけでなく、植物が冬を乗り切るための戦略であることがわかりましたね。秋に山や街路樹を眺める際は、その色の鮮やかさの裏にある、植物のたくましさにもぜひ思いを馳せてみてください。
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