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Q.2 秋にモミジが赤くなるのはなぜ？

础.植食性昆虫に警告を発したいからかも

回答者／樋口裕美子
HIGUCHI Yumiko
助教

生态学

自分を食べてもいいことないよと警告!?

叶には、光合成に重要なクロロフィルという、緑色をつかさどる色素が含まれています。イロハモミジなどの树木では、秋になって寒くなるとこれが分解され、一方でアントシアニンという色素が合成されることで、叶が赤く色づいて见えます。ちなみにイチョウの叶などが黄色くなるのは、叶にもともと含まれていたカロテノイドという色素が、クロロフィルが减って目立つようになるためです。

では、叶は何のために赤くなるのでしょう。アントシアニンを合成する目的は何でしょうか。ここでは二つの仮説を取り上げます。

一つ目は、过剰な光から叶を守るという説です。クロロフィルの分解により光合成活性が落ちた状态の叶に过剰な光が入ると、细胞へのダメージや早期落叶がもたらされます。それを防ぎ、叶から干へ养分の転流を促すためにアントシアニンが合成されている可能性があります。アントシアニンは短波长の光を吸収するため、日伞のように入ってくる光の量をやわらげる効果があると考えられます。

二つ目は、植食性昆虫に対する警告という説です。自分は防卫物质が多い、もしくは栄养性に乏しいなど、食べてもいいことはないから近づくな、と伝えるシグナルとしての赤色です。これは、秋に树木に移动して越冬性の卵を产み、春に孵って害をもたらすアブラムシのような昆虫を想定しています。アブラムシなどは叶を吸汁するだけでなくウイルスを媒介することもあるため、なるべく远ざけたいわけです。

后者は特に、红叶が昆虫との相互作用で进化してきたかもしれないという兴味深いストーリーですが、検証はまだこれからです。仮説を支持する研究がある一方、否定的な研究もあり、今后の进展が期待されます。

叶の形によってオトシブミの利用しやすさが异なる

私の研究室も主に昆虫と植物の相互作用について研究しています。私は特にオトシブミという植食性の甲虫と叶の形の関係について调べています。オトシブミのメスは植物の叶を巻き、揺篮と呼ばれる叶巻を作ります。揺篮のなかには卵が产みつけられていて、孵った幼虫は揺篮の叶を食べて育ち、成虫になります。この揺篮は切って地面に落とされていることも多く、巻物の手纸のように见えるため「落とし文」の名が付きました（和菓子のモデルにもなっています）。

私は、叶に切れ込みがあると揺篮を作りにくいのではと考え、先端に深い切れ込みがある叶とない叶で比较しました。すると、やはり切れ込みがある叶では揺篮作りが妨げられていました。オトシブミは叶を巻く前にその叶を歩いて调べる（＝踏査）のですが、切れ込みがある叶ではルートに迷いが生じるのか、踏査が完了しないのです。现在、その条件を定量的に明らかにしようとしています。同じオトシブミの仲间でも复数の叶を使って揺篮を作るものもいれば、蛾や蝶の仲间には糸で叶を缀って巻くものもいます。こうした昆虫の多様な叶の加工方法と叶の形の関係性も探りたいです。