植物が紅葉する理由は実は分かっていない

秋が深まると木々が色付いて紅葉となります。きれいに木々が彩られる場所は秋の観光名所ともなり、休日になると秋を見に来た人々で賑わいます。

その紅葉、なぜ起きるのか実は分かっていません。いくつか仮説はあるんですが、謎なんですよね…

常緑樹と落葉樹

まず木には一年中通して葉を付けている常緑樹と、一定の季節ごとに葉を落とす落葉樹があります。常緑樹はスギやマツ、落葉樹はモミジやイチョウが代表的です。

植物は太陽の光を浴びて栄養を作る光合成をしていますが、光合成には太陽の光・温度・湿度が必要です。太陽の光が少なく寒く乾燥している冬には、あまり活発に光合成することはできません。

そんな冬でも葉を作り直すのが面倒だからそのまま生やして光合成を続けるのが常緑樹、あまり効率的でないから光合成の機能を止めてしまい、葉を落として幹に栄養を蓄え、暖かい季節を待つのが落葉樹です。

人で例えるのであれば、作物を育てるのが難しい寒い冬に効率が悪いのを承知で農業を続けるのと、冬の間はなるべく動かず運動量を抑えて暖かくなるのをじっと待つのの違いといったところでしょうか。

落葉樹は秋～冬にかけては光合成の効率が悪くなるため、葉への養分を止めて落とします。そうすると葉を緑色にしている葉緑素が壊れていきます。

葉の中には緑色の「クロロフィル」と黄色の「カロチノイド」の2つの色素が存在しているのですが、イチョウなどは葉緑素の色が薄れると、元々含まれている「カロチノイド」の色が出てきます。葉緑素がある間は緑色で塗りつぶされていて見えないけれど、それが薄れると黄色くなってくるのです。

対してモミジなどは壊れた葉緑素と葉に残っている糖分が反応して「アントシアン」を生成します。この物質が葉を赤くし紅葉を見せているのです。

実はこの紅葉、なぜ起きるのかよく分かっていません。一説によると紫外線対策になっているとか、虫を寄せ付けない色に変えているとか、たまたまカロチノイドが生成されているだけで意味はないとか色々言われてはいますけどね。

紅葉が起きるのは光合成が難しくなる冬で、およそ寒さが条件となっています。なので桜前線が北上していくのに対して、紅葉前線は南下してきます。

具体的には最低気温が8℃以下になると紅葉が始まり、寒くなるほどに進んでいくようです。また紅葉は葉に残っている養分で起きるため、なるべく葉の中に栄養がある状態で切り替わりが起きるほど色鮮やかになります。日中の天気が良い、寒暖差が激しい、適度な水分があるなどが鮮やかな紅葉が起きる条件のようですよ。