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子供のころ家にあったカッパブックス「科学パズル」という本に、植物は緑色をしている。緑という色が好きなのだろう。そこで緑色の光線を当てて育てると発育が良くなるはずだ。という話が載っていた。実際は逆で、エネルギー生成に使えない波長の光を反射しているので、かえって発育が悪くなるはずという結論だった。小学校6年の夏休みにこのネタで自由研究をやって、有意差は認められないという結論になった。
なんで真っ黒に進化しないのか、以前から疑問。海草に赤い奴も居るんだから、緑の波長を吸収する生態があり得ないほど難しいわけでもなさそうなのに。
特定の波長に反応を特化しないと、光作用は双方向に働く関係上、合成と分解が並行して進んでしまい、結局何も得られない。つまり、合成時と分解時の反応波長を変化させて、分解を阻止する必要が在る。レーザーで反転分布の形成に多段階の励起状態が必要なのと同じ感じ。で、黒は、全波長に均等に反応しちゃうから、一方向の反応を促進させるには向かないと推測される。或いは、複数の色素で異なった反応を同時に行う事も可能では有るが、複数の成分を同時に作るのは無駄が多いし、別の色素同士で分解する可能性も高い。
緑の補色はマゼンダで、これは赤と青の混色でしか表現出来ないスペクトルに無い色。そして、緑は一色で赤と青両方に作用出来るから効率が良い。結果、光合成は赤と青とで別の作用が並行的に進行すると云う事になる。そして、波長が違うから、反応も異なると想定するのが自然で、今回の話と整合する。
と、素人が色々考えてみた。
> 特定の波長に反応を特化しないと、光作用は双方向に働く関係上、合成と分解が並行して進んでしまい、結局何も得られない。
ある反応の時に特定波長の光を吸収するなら、逆反応はその波長の光を放出するんじゃないの？その時に他の波長の光があると、何か影響があるの？逆反応の速度が加速されるの？
じゃあ暗いところにいる動物の目が退化したりするのはなんで？
仕組み上必要な光はその仕組みがぶっ壊れない限り吸収するだろうけど、どうでもいい光を吸収する色素はなくても困らない↓退化しても淘汰されない↓結局余計な色素を持たないのが残る
という理屈はどうだろうか。
なんでそんな突飛な解釈になるのかよく分からず、ちょっとググってみたけど、赤い海草って、青+緑の光で光合成しているわけじゃないのかな?青だけで光合成して、緑は無駄に吸収、赤を反射してるの?
緑で光合成する仕組みの生き物も居るんだから、というつもりで書いたんだけど、緑での光合成はまだ自然界で発明されていないのかな。
緑色を吸収する色素を作る分のエネルギで緑を吸収しない色素作った方が効率が良いんでしょう。
海藻はそもそも水中で光が弱いので、緑色を有効活用しないと死ぬ。陸上では光が強いので、わざわざ緑色も吸収してーとかやってると効率が悪くて淘汰されるんじゃないでしょうか。
SFでは暗い星だと真黒な植物が貪欲に光を吸収してるとかあったりしますね森もちょっと遠目に見れば割と黒っぽいですし結構頑張ってるんじゃないすかね。
波長だけでいえばもうちょっと効率よい波長も選べそうなもんですが…どうなんかね
あんまり関係ないけど、可視光と植物が利用する波長が似た辺りなのも偶然じゃないんですよね、多分。
単純に、太陽光のその辺りのスペクトルが一番エネルギーを持っているから、植物はそこを集中的に利用してエネルギー生産するように進化し、一方で、動物はその辺りのスペクトルを視野として利用するよう進化した、ってところなのかな。
タンパク質で構成しやすい物質の中では、それ以外のスペクトルの光を効率的に利用する器官は作りにくいから…という仮設はひねくれすぎかな。
日本植物整理学会のQ&Aページ [jspp.org]で専門の先生による解説が読めます。
一言でまとめると、「直射日光下では葉の表面で全ての光を化学エネルギーに変換するのは無理なので、吸収されにくい緑の光を葉の裏面まで使ってゆっくり吸収することで効率を高めている」ということのようです。進化の結果、緑色になっているということです。
日本植物整理学会
日本植物生理学会です。誤変換すまん。
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ハッカーとクラッカーの違い。大してないと思います -- あるアレゲ
科学パズル (スコア:0)
子供のころ家にあったカッパブックス「科学パズル」という本に、
植物は緑色をしている。緑という色が好きなのだろう。そこで
緑色の光線を当てて育てると発育が良くなるはずだ。
という話が載っていた。
実際は逆で、エネルギー生成に使えない波長の光を反射しているので、
かえって発育が悪くなるはずという結論だった。
小学校6年の夏休みにこのネタで自由研究をやって、有意差は
認められないという結論になった。
Re:科学パズル (スコア:0)
なんで真っ黒に進化しないのか、以前から疑問。
海草に赤い奴も居るんだから、緑の波長を吸収する生態があり得ないほど難しいわけでもなさそうなのに。
スペクトルに無い色 (スコア:3)
特定の波長に反応を特化しないと、光作用は双方向に働く関係上、合成と分解が並行して進んでしまい、結局何も得られない。
つまり、合成時と分解時の反応波長を変化させて、分解を阻止する必要が在る。
レーザーで反転分布の形成に多段階の励起状態が必要なのと同じ感じ。
で、黒は、全波長に均等に反応しちゃうから、一方向の反応を促進させるには向かないと推測される。
或いは、複数の色素で異なった反応を同時に行う事も可能では有るが、複数の成分を同時に作るのは無駄が多いし、別の色素同士で分解する可能性も高い。
緑の補色はマゼンダで、これは赤と青の混色でしか表現出来ないスペクトルに無い色。
そして、緑は一色で赤と青両方に作用出来るから効率が良い。
結果、光合成は赤と青とで別の作用が並行的に進行すると云う事になる。
そして、波長が違うから、反応も異なると想定するのが自然で、今回の話と整合する。
と、素人が色々考えてみた。
-- Buy It When You Found It --
Re: (スコア:0)
> 特定の波長に反応を特化しないと、光作用は双方向に働く関係上、合成と分解が並行して進んでしまい、結局何も得られない。
ある反応の時に特定波長の光を吸収するなら、逆反応はその波長の光を放出するんじゃないの？
その時に他の波長の光があると、何か影響があるの？逆反応の速度が加速されるの？
葉が緑色である理由 (スコア:1)
http://www.cao.go.jp/midorisho/pdf/9terashima_dokuhon.pdf [cao.go.jp]
もっと専門的な内容のものはこちら（こちらもPDF）。
http://photosyn.jp/journal/sections/kaiho57-3.pdf [photosyn.jp]
Re: (スコア:0)
じゃあ暗いところにいる動物の目が退化したりするのはなんで？
仕組み上必要な光はその仕組みがぶっ壊れない限り吸収するだろうけど、どうでもいい光を吸収する色素はなくても困らない
↓
退化しても淘汰されない
↓
結局余計な色素を持たないのが残る
という理屈はどうだろうか。
Re: (スコア:0)
なんでそんな突飛な解釈になるのかよく分からず、
ちょっとググってみたけど、赤い海草って、青+緑の光で光合成しているわけじゃないのかな?
青だけで光合成して、緑は無駄に吸収、赤を反射してるの?
緑で光合成する仕組みの生き物も居るんだから、というつもりで書いたんだけど、
緑での光合成はまだ自然界で発明されていないのかな。
Re: (スコア:0)
緑色を吸収する色素を作る分のエネルギで緑を吸収しない色素作った方が効率が良いんでしょう。
海藻はそもそも水中で光が弱いので、緑色を有効活用しないと死ぬ。
陸上では光が強いので、わざわざ緑色も吸収してーとかやってると効率が悪くて淘汰されるんじゃないでしょうか。
Re: (スコア:0)
SFでは暗い星だと真黒な植物が貪欲に光を吸収してるとかあったりしますね
森もちょっと遠目に見れば割と黒っぽいですし結構頑張ってるんじゃないすかね。
波長だけでいえばもうちょっと効率よい波長も選べそうなもんですが…どうなんかね
Re: (スコア:0)
あんまり関係ないけど、可視光と植物が利用する波長が似た辺りなのも偶然じゃないんですよね、多分。
単純に、太陽光のその辺りのスペクトルが一番エネルギーを持っているから、
植物はそこを集中的に利用してエネルギー生産するように進化し、
一方で、動物はその辺りのスペクトルを視野として利用するよう進化した、ってところなのかな。
タンパク質で構成しやすい物質の中では、それ以外のスペクトルの光を効率的に利用する器官は作りにくいから…という仮設はひねくれすぎかな。
Re: (スコア:0)
日本植物整理学会のQ&Aページ [jspp.org]で専門の先生による解説が読めます。
一言でまとめると、「直射日光下では葉の表面で全ての光を化学エネルギーに変換するのは無理なので、吸収されにくい緑の光を葉の裏面まで使ってゆっくり吸収することで効率を高めている」ということのようです。進化の結果、緑色になっているということです。
Re: (スコア:0)
日本植物整理学会
日本植物生理学会です。誤変換すまん。