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「海洋科学から見る水惑星の多角的視点にたつ基礎研究」研究報告書? Q&A集

 事業名 海洋科学から見る水惑星の多角的視点にたつ基盤研究
 団体名 日本科学協会 注目度注目度5


A68 水中は重力の影響をあまり受けず、温度変化も少ない。また、乾燥の心配ももちろん無い。配偶子を合体させる有性生殖も水の中でおこなう。有害な紫外線も水が吸収してくれる。こんなに居心地の良い水中を出て、陸に上がる理由は無いではないか。それでも、植物は上陸した。なぜそのような危険を冒す必要があったのだろう。藻類の多くは光合成の材料となる二酸化炭素を水に溶けた炭酸塩からとる。しかし、浅くて乾燥をくり返す環境ではこれが不足する。だが、空気中には豊富な二酸化炭素がある。陸上植物の祖先はこれを利用できるようになったらしい。これは、植物側の理由である。一方、大気中の酸素は10億年前にはオゾン層を作り、紫外線を吸収できるほどになったという説がある。これは周囲の事情である。酸素の増加は、紫外線防御物質であるクチンやフラボノイド合成も助けた。カンブリア紀からオルドビス紀にはこのような内外の変化があったようだ。

 

Q69 植物は海から陸に上がったのか?

A69 藻類というと海藻がすぐ頭に浮かぶために、陸上植物は海から上陸したと信じている人も多い。しかし、様々な証拠は、陸上植物が淡水から上陸したことを示している。まだ議論は多いが、脊椎動物も同じように淡水から上陸したらしいともいわれている。陸上植物が淡水から上陸したことは、1)緑藻類は海にも多いが、陸上植物の祖先に最も近いシャジクモ類はすべて淡水生であること、2)初期の陸上植物化石が淡水堆積物から見つかること、などから推測される。さらに、そのような祖先植物が上陸を促されるような予測できない乾燥がくり返し起きるような環境は、浅い淡水域でふつうにみられる。1)の前提になっている、シャジクモ類と陸上植物との関連は、細胞分裂の様式、精子のべん毛運動装置の類似、光合成反応系の類似、卵を保護する構造の存在、分子系統、フラボノイドなど特殊な生体物質の生合成経路の比較などからほとんど疑いがない。

 

Q70 どうやって巨大な木は水を吸い上げるのか?

A70 現存する木で最も背が高いのは、アメリカカリフォルニア州に生育するセコイアメスギで、高さが112メートルある。1884年にオーストラリアで見つかったユーカリの1種は、高さ143メートルであった(ギネスブック 1999)。ある太さの管の中に水を押し上げるには、上から吸い上げてやるか、下から圧力をかけてやる必要がある。簡単なのは、管の上から空気を吸い上げてやることで、こうすると大気圧によって下から水が押し上げられる。

しかし、地球の大気圧では約10メートルしか水を押し上げることはできない。最大で150メートル級にもなる巨大な木はどうして水を吸い上げることができるのだろう。実は、その仕組みはまだ充分にはわかっていない。最も確からしい考えは、たくさんある木の葉から蒸散といって水がどんどん蒸発するために、木の幹の中にある水の通り道、「維管束」という管の中に圧力の差ができて、根から水が吸い上げられるというものである。

 

 

 

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更新日: 2019年10月12日

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