ワクちゃん雑学

植物はどこで呼吸している?光合成と呼吸を分けて考える

雨上がりの虹と赤・黄・緑の葉を二つの場面で描いたイラスト

植物は葉だけでなく、茎や根などの生きた細胞でも呼吸しています。呼吸は、糖などに蓄えられたエネルギーを生命活動に使うための過程です。光のあるときに行う光合成とは役割が違い、昼に光合成をしている間も呼吸は続きます。

ワクちゃんワクちゃん:植物は葉でしか呼吸しないと思っていたよ。
チャッピーチャッピー:根や茎の生きた細胞でも呼吸するんだ。気孔はガスの通り道として考えよう。

呼吸する場所と、ガスが出入りする場所を分ける

葉の気孔は、酸素や二酸化炭素などが出入りする通り道です。気孔そのものだけが呼吸をする器官なのではありません。細胞の中で呼吸が行われ、そのために必要なガスが組織内を移動します。

根の細胞も酸素を使います。土の粒の間にある空気から取り込むほか、植物体内の空隙を通じた供給もあります。『土の中だから酸素と無関係』とはいえません。

ワクちゃんワクちゃん:根は土から酸素も取り込んでいるの?
チャッピーチャッピー:土の隙間の空気などが供給源になるよ。水だけを取り込む部分ではないんだ。

昼は、光合成と呼吸が同時に進む

光合成では光のエネルギーを利用して、二酸化炭素などから有機物を作ります。一方、呼吸では有機物を使って活動に必要なエネルギーを取り出します。作る働きと使う働きは、交代制ではありません。

明るいときに植物全体で二酸化炭素を吸収して見えるのは、光合成による吸収が呼吸による放出を上回る場合があるからです。外から測る正味のガス交換だけでは、呼吸が止まったとは判断できません。

ワクちゃんワクちゃん:昼は光合成、夜は呼吸という交代ではない?
チャッピーチャッピー:昼も呼吸しているよ。外から見えるガスの増減は、両方の働きの差になるんだ。

暗くなっても、根や葉は生きて活動する

光がなくなって光合成が行われなくても、呼吸は続きます。夜に気孔が閉じることと、細胞の呼吸が停止することも同じではありません。植物は動き回らなくても、維持や成長のためにエネルギーを必要とします。

水の与え過ぎで土の隙間が長く水に満たされると、根への酸素供給が不足する場合があります。ただし湿地に適応した植物などでは仕組みが異なるため、すべての植物の根を同じ環境条件で考えないようにします。

ワクちゃんワクちゃん:動かない植物にもエネルギーが要るんだね。
チャッピーチャッピー:成長や細胞の維持にも必要だよ。呼吸と光合成の役割を分けると分かりやすいね。

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参考:日本植物生理学会「根における呼吸について」。

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