はじめに

もし、秋あきになっても葉はっぱが緑みどりのまま散ちらなかったら……木きは冬ふゆの間あいだにカラカラに干ひからびて死しんじゃう！？

秋風あきかぜが吹ふき始はじめると、公園こうえんや通学路つうがくろ、山々やまやまの景色けしきがガラリと変かわります。夏なつの間あいだは力ちから強づよく生おい茂しげっていた緑みどりの葉はっぱたちが、ある日ひを境さかいに燃もえるような真まっ赤あかや、まぶしい黄金おうごんの黄色きいろへと鮮あざやかに色いろづいていきます。

「どうして秋あきになると、緑みどりだった葉はっぱが急きゅうに赤あかや黄色きいろに変かわるんだろう？」 「赤あかいモミジと黄色きいろいイチョウでは、色いろの秘密ひみつにどんなちがいがあるの？」 「キレイに色いろづいたあと、どうして最後さいごは全部ぜんぶ地面じめんに落おちてしまうのかな？」

普段ふだん私わたしたちが「きれいだな〜」と何気なにげなく見み上あげている紅葉こうようですが、実じつはそこには木々きぎが厳きびしい冬ふゆを生いき抜ぬくための、驚おどろくべき命いのちがけのハイテク・サバイバル作戦さくせんが隠かくされています！決けっして気きまぐれでおしゃれをしているわけではありません。葉はっぱ一枚一枚いちまいいちまいの中なかで、科学的かがくてきで精密せいみつなドラマが繰くり広ひろげられているのです。

この記事きじでは、身近みぢかな紅葉こうようのふしぎな仕組しくみを、小学生しょうがくせいのみなさんに向むけて分わかりやすくていねいに解とき明あかしていきます。読よみ終おわったあと、きっと近所きんじょの木々きぎを見みる目めがガラリと変かわるはずですよ！

はると

サッカーの練習れんしゅうの帰かえり道みち、公園こうえんのイチョウが黄色きいろいじゅうたんみたいになっててすげー綺麗きれいだったんだよな！でも、夏なつはずっと緑みどりだったのに、どうして急きゅうに色いろが変かわるんだ？

ひまり

ふふ、秋あきの景色けしきって本当ほんとうに見みとれちゃうわよね。実じつはね、あれは木きが冬ふゆを迎むかえるための命いのちがけの準備じゅんびなのよ。葉はっぱの中なかで何なにが起おきているのか、一緒いっしょに調しらべてみましょう！

葉はっぱの色いろが変かわる秘密ひみつ！緑みどりのカーテンがお休やすみする？

紅葉こうようの謎なぞを解とき明あかすために、まずは「そもそも夏なつの間あいだ、なぜ葉はっぱは緑色みどりいろをしているのか？」という基本きほんから見みていきましょう。

実じつは、葉はっぱの中なかには「葉緑体ようりょくたい」という目めに見みえないほど小ちいさな部屋へやが無数むすうに並ならんでいます。そして、その部屋へやの中なかに「クロロフィル（別名べつめい：葉緑素ようりょくそ）」という緑色みどりいろの色素しきそがぎっしり詰つまっているのです。

クロロフィルの一番いちばん大切たいせつなお仕事しごとは、太陽たいようの光ひかりを受うけ止とめて栄養えいようを作つくることです。根ねっこから吸すい上あげた「水みず」と、空気中くうきちゅうから吸すい込こんだ「二酸化炭素にさんかたんそ」、そして降ふり注そそぐ「太陽たいようの光ひかり」を組くみ合あわせて、木きがぐんぐん成長せいちょうするためのごはん（糖分とうぶんなどの栄養えいよう）と、私わたしたちが呼吸こきゅうする「酸素さんそ」を作つくり出だします。これを学校がっこうの理科りかで習ならう「光合成こうごうせい」と呼よびます。

秋あきになると工場こうじょうが「店みせじまい」を始はじめる！

ところが、10月がつや11月がつになって秋あきが深ふかまってくると、植物しょくぶつを取とり巻まく環境かんきょうが大おおきく変かわります。

1. 昼間ひるまの時間じかんが短みじかくなる：太陽たいようが出でている時間じかんが減へり、光合成こうごうせいができる時間じかんが少すくなくなります。
2. 気温きおんがぐっと下さがる：寒さむくなると葉はっぱの中なかの働はたらきがにぶくなり、光合成こうごうせいの効率こうりつが落おちてしまいます。

寒さむくて光ひかりが弱よわい秋あきや冬ふゆに緑みどりの工場こうじょうを無理むりに動うごかし続つづけようとすると、工場こうじょうを維持いじするためのエネルギーのほうが多おおくかかってしまい、木きにとって大赤字おおあかじになってしまいます。

そこで木きは、思おもい切きった決断けつだんを下くだします。 「これ以上いじょう光合成こうごうせいを続つづけるのはやめて、緑みどりの工場こうじょうを店みせじまいしよう！」

木きは葉はっぱへの水分すいぶんや栄養えいようの補給ほきゅうをストップし、役目やくめを終おえたクロロフィルをバラバラに分解ぶんかい始はじめます。分解ぶんかいされた大切たいせつな栄養えいよう（窒素ちっそやリンなど）は、木きの内側うちがわ（幹みきや根ねっこ）へと大切たいせつに回収かいしゅうされてリサイクルされます。

こうして、葉はっぱの表面ひょうめんを覆おおっていた「緑みどりのカーテン（クロロフィル）」がスーッと消きえていくことで、葉はっぱの元もとの緑色みどりいろが見みえなくなっていくのです。

はると

なるほど！緑色みどりいろのペンキが落おちたんじゃなくて、冬支度ふゆじたくのために工場こうじょうをお休やすみにして、大切たいせつな栄養えいようを幹みきにしまってたってことか！植物しょくぶつってめちゃくちゃ計画的けいかくてきだな。

ひまり

そうなの。寒さむくなって損そんをする前まえに自分じぶんでお片付かたづけを始はじめるなんて、すごく賢かしこいわよね。緑みどりのカーテンが外はずれたあと、いよいよあの鮮あざやかな色いろが現あらわれるのよ。

赤あかいモミジと黄色きいろいイチョウ！色いろの違ちがいはどこから？

緑みどりのカーテンがお休やすみして消きえていく仕組しくみが分わかりました。では、ここからが紅葉こうようの最大さいだいのふしぎです。 なぜ、モミジは燃もえるような「赤あか」になり、イチョウは輝かがやくような「黄色きいろ」になるのでしょうか？

実じつは、「赤あか」と「黄色きいろ」では、色いろの生うまれ方かたがまったく正反対せいはんたいなのです！

イチョウの黄色きいろは「シャツを脱ぬいだら下着したぎが見みえた」だけ！？

まず、イチョウやポプラなどが黄色きいろくなる仕組しくみから見みてみましょう。

イチョウの葉はっぱの中なかには、「カロテノイド」という黄色きいろの色素しきそが含ふくまれています。このカロテノイドは、秋あきになってから新あたらしく作つくられたわけではありません。なんと、春はるや夏なつの初はじめからずっと葉はっぱの中なかにいたのです！

夏なつの間あいだは、緑色みどりいろのクロロフィルがあまりにも大量たいりょうにあったため、黄色きいろのカロテノイドは完全かんぜんに隠かくれて見みえなくなっていました。例たとえるなら、濃こい緑色みどりいろのシャツの下したに、黄色きいろのインナーを着きていたような状態じょうたいです。

秋あきになって緑色みどりいろのシャツ（クロロフィル）が脱ぬぎ捨すてられたことで、下したに着きていた黄色きいろのインナー（カロテノイド）が「じゃーん！」と外そとから見みえるようになります。これが、イチョウが黄色きいろく変かわるタネあかしです。

モミジの赤あかは「命いのちを守まもる日焼ひやけ止どめサングラス」だった！

一方いっぽう、モミジやカエデ、サクラなどが赤あかくなる仕組しくみは、イチョウとはまったく違ちがいます。

モミジの葉はっぱには、夏なつの間あいだは赤あかい色素しきそなんてこれっぽっちも入はいっていません。なんと、秋あきの深ふかまりとともに「アントシアニン」という赤あかい色素しきそをゼロから新あたらしく作つくり出だしているのです！

秋あきになると、木きは葉はっぱと枝えだの境目さかいめを塞ふさぎ始はじめます。すると、葉はっぱの中なかで光合成こうごうせいによって作つくられた糖分とうぶん（甘あまい栄養えいよう）が枝えだへ戻もどれなくなり、葉はっぱの中なかにどんどん閉とじ込こめられてたまっていきます。

この葉はっぱにたまった糖分とうぶんに、昼間ひるまの強つよい太陽たいようの光ひかり（紫外線しがいせん）が当あたると、化学反応かがくはんのうが起おきて真まっ赤あかな「アントシアニン」へと変身へんしんするのです！

では、なぜ木きは葉はっぱを落おとす直前ちょくぜんなのに、わざわざエネルギーを使つかって新あたらしい赤あかい色いろを作つくるのでしょうか？ 実じつは、アントシアニンには「強つよい太陽光たいようこうから葉はっぱを守まもる日焼ひやけ止どめサングラス」という超重要ちょうじゅうような役割やくわりがあります。

葉はっぱが最後さいごの最後さいごまで大切たいせつな栄養えいようを幹みきに送おくり届とどけている最中さいちゅうに、強つよい光ひかりを浴あびすぎると細胞さいぼうが壊こわれて作業さぎょうが台無だいなしになってしまいます。そこで、赤あかいサングラスをサッとかけて細胞さいぼうを守まもり、安全あんぜんに栄養回収えいようかいしゅうを完了かんりょうさせているのです。

はると

イチョウはずっと黄色きいろを隠かくし持もってたのに、モミジはわざわざサングラスを作つくって葉はっぱを守まもってたなんて驚おどろきだな！植物しょくぶつの工夫くふうってすごすぎるじゃん！

ひまり

赤色あかいろには葉はっぱを紫外線しがいせんから守まもる看護師かんごしさんのエプロンみたいな役目やくめがあったのね。赤あかと黄色きいろで仕組しくみがぜんぜん違ちがうなんて、とっても面白おもしろいわ！

なぜ最後さいごは落おちちゃうの？木きが冬ふゆを生いき抜ぬくスーパー知恵ちえ

赤あかや黄色きいろに見事みごとに染そまった葉はっぱたち。でも、秋あきが深ふかまり冷つめたい木枯こがらしが吹ふくころになると、ハラハラと地面じめんに舞まい落おちていきます。

「せっかく赤あかや黄色きいろにおしゃれしたのに、どうして全部ぜんぶ落おちちゃうの？もったいない！」と不思議ふしぎに思おもいますよね。

しかし、この「落おち葉ば」こそが、木きが厳きびしい冬ふゆを生いき抜ぬくための最もっとも重要じゅうような防衛作戦ぼうえいさくせんなのです。

葉はっぱを落おとさないと、木きがカラカラに干ひからびてしまう？

冬ふゆの寒さむさの中なか、植物しょくぶつにとって一番いちばんの脅威きょういは「水不足みずぶそく」です。

冬ふゆになると地面じめんの温度おんどが下さがり、土つちの中なかの水分すいぶんが冷ひえ切きったり凍こおったりしてしまいます。そのため、木きの根ねっこは水みずを吸すい上あげるパワーがガクンと落おちてしまいます。

その一方いっぽうで、葉はっぱの裏側うらがわには「気孔きこう」という目めに見みえない無数むすうの空気穴くうきあなが開あいています。木きは普段ふだん、この気孔きこうから水分すいぶんを水蒸気すいじょうきとして空気中くうきちゅうに放出ほうしゅつ（蒸散じょうさん）しています。

もし冬ふゆの間あいだも葉はっぱをつけたままにしていたらどうなるでしょうか？ 根ねっこからは水みずが吸すえないのに、葉はっぱからはどんどん水分すいぶんが外そとへ逃にげていってしまいます。その結果けっか、木き全体ぜんたいがカラカラに干ひからびて枯かれて死しんでしまうのです！

木きはこの大だいピンチを防ふせぐために、葉はっぱという水分すいぶんの出口でぐちを思おもい切きって切きり捨すてる作戦さくせんを選えらびました。

葉はっぱの付つけ根ねにできる「コルクのフタ（離層りそう）」！

では、木きはどうやって葉はっぱを枝えだから切きり離はなしているのでしょうか？力ちから任まかせにちぎり取とっているわけではありません。ここにも驚おどろくべき精密せいみつな仕組しくみがあります。

秋あきの終おわりになると、木きは葉はっぱの柄え（付つけ根ね）の部分ぶぶんに、「離層りそう」という特別とくべつな細胞さいぼうの仕切しきりを作つくり始はじめます。

この離層りそうは、ワインのボトルの栓せんなどに使つかわれる「コルク」と同おなじ成分せいぶんでできています。水みずも空気くうきも通とおさない、とても頑丈がんじょうなフタです。

コルクのフタのおかげで、木きは傷口きずぐちからバイ菌きんが入はいることもなく、きれいに密閉みっぺいされた状態じょうたいで冬ふゆを迎むかえることができます。

地面じめんに落おちた葉はっぱも、無駄むだにはなりません。冬ふゆの間あいだに土つちの中なかの小ちいさな虫むしや微生物びせいぶつたちに細こまかく分解ぶんかいされ、やがて豊ゆたかな土つちの栄養えいよう（腐葉土ふようど）へと生うまれ変かわります。そして次つぎの春はる、再ふたたび木きの根ねっこから吸すい上あげられて、新あたらしい若葉わかばを育そだてる力ちからになるのです。

はると

木きがカラカラに干ひからびないように、自分じぶんでコルクのフタをして葉はっぱを切きり離はなしてたのか！サッカーの試合しあいでも水分補給すいぶんほきゅうは欠かかせないけど、木きも水分すいぶんを守まもるために命いのちがけの作戦さくせんをとってるんだな！

ひまり

ふふ、上手じょうずに安全あんぜんドアを閉しめて冬眠とうみんに入はいるのね。地面じめんに落おちた葉はっぱも、春はるには次つぎの命いのちの栄養えいようになるなんて、自然しぜんのリサイクルって本当ほんとうに無駄むだがなくて素晴すばらしいわ。

まとめ

秋あきの風物詩ふうぶつしである「紅葉こうよう」と「落おち葉ば」。ただ美うつくしい景色けしきというだけでなく、そこには植物しょくぶつが過酷かこくな自然しぜんの中なかで生いき残のこるための、知恵ちえと工夫くふうがぎっしり詰つまっていました。

今回こんかい学まなんだ大切たいせつなポイントを、ノートにまとめて振ふり返かえってみましょう！

紅葉こうようの季節きせつに公園こうえんや通学路つうがくろ、山やまへお出でかけしたときは、ぜひ足元あしもとに落おちているモミジやイチョウを手てにとってじっくり観察かんさつしてみてください。

「この黄色きいろは夏なつの間あいだずっと隠かくれていたんだな」「この赤あかは葉はっぱを守まもるために一生懸命いっしょうけんめい作つくったサングラスなんだな」「葉はっぱの付つけ根ねにはコルクのフタができているかな？」と想像そうぞうしてみると、植物しょくぶつたちの生命力せいめいりょくがもっと身近みぢかに感かんじられるはずですよ！

はると

紅葉こうようってただ眺ながめるだけじゃなくて、木きが冬ふゆを生いき抜ぬくための超ちょうハイテクな仕組しくみだったんだな！今度こんどの休やすみに公園こうえんに行いって、モミジとイチョウをじっくり見み比くらべてみるぜ！

ひまり

ええ、ぜひ探さがしてみてね！葉はっぱの付つけ根ねの離層りそうのあとも見みつかるかもしれないわ。でも、外そとから帰かえったら手洗てあらいうがいと、机つくえの上うえにたまっている宿題しゅくだいも忘わすれちゃダメよ？