紅葉の仕組みとは?子供でも簡単にわかる解説!

食欲の秋、読書の秋、スポーツの秋。

過ごしやすい気候のこの時期は、新しいことに取り組む人も多いですが、観光もしやすいです。

家族や恋人と紅葉狩り、なんていうのもいいですよね!

秋も深まると、イチョウやカエデなどの街路樹も黄色く色づきはじめますが、あまり葉の色が変わらない木もあると思いませんか?

そもそも、なぜ葉っぱが黄や赤に変色するのでしょう。

今回は、秋に見られる紅葉の仕組みを、子供でも簡単に理解できるようまとめてみました。葉緑体のことも調べてみました。

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きれいな紅葉が見られる条件

紅葉する条件はいくつかあるのですが、主に

・晴れの日が続き、葉っぱに十分な日光が当たっている

・明け方の気温が8℃以下になり、日中との寒暖差が激しい

・湿度が低く、乾燥している

と美しく紅葉すると言われています。

山の斜面は、この条件を満たしやすいので美しいのですね。

どんな葉っぱでも秋に紅くなる?

マツやスギは、一年中緑のイメージがありませんか?

クリスマスツリーに使われるモミの木も、冬でも緑ですよね。

こういった年中緑の葉っぱをつけている樹木のことを常緑樹といいます。

もちろん、常緑樹でも寿命が尽きた葉は枯れて落ちますが、秋に一度に葉を落とすことはありません。

これに対して、秋の低温期になると葉が枯れて落ち、翌春に新しい葉を生じる樹木のことを落葉樹といいます。

そうです、秋に紅葉するのは落葉樹なのです。

実は、葉が紅くなるものは「紅葉」、黄色になるものは「黄葉」、褐色になるものは「褐葉」というのですが、

まとめて「紅葉」という場合が多いようです。

葉っぱが紅くなる仕組みは葉緑体

動けない植物は、自分で栄養を摂取することができませんので、日光のエネルギーを利用して、水と二酸化炭素からでんぷんと酸素を作り出します。

これが光合成です。小学生の時に習いましたよね!

光合成を行うのが葉っぱにある葉緑体という細胞小器官ですが、多量のクロロフィル(葉緑素)を含んでいます。

このクロロフィルが緑色色素なので、葉っぱは通常「緑」に見えます。

実はカロチン(黄色の色素)も常に存在しているのですが、春から夏の日差しは強いので、光合成をどんどんするために、緑色のクロロフィルの割合が多くなっています。

ところが、日差しがだんだん弱くなってくると光合成の効率が悪くなり、樹木を維持するだけの養分を作り出せなくなってしまいます。

そこで、なるべく養分を使わずに過ごすため、木は葉っぱを落とす準備を始めます。

このとき、木は葉っぱからできるだけ養分を幹へと吸い取ろうとして、緑色の元であったクロロフィルを分解して養分にしてしまいます。

クロロフィル(緑色の色素)がなくなってしまうと、残っているカロチン(黄色の色素)が目立ってくるため、葉っぱは黄に変色したように見えるのです。

また、クロロフィルが分解される際に時間がかかってしまうと、紫外線のせいで有害物質を作ってしまうこともあります。

そこで、植物の中には、紫外線から守るために、クロロフィルを分解しつつ、葉の中にもともと含まれていないアントシアニン(赤い色素)をつくるものがあります。

アントシアニンは、カーテンのような日差しをさえぎる働きをするようです。

それが理由で、これらの葉っぱは、紅く変色したように見えるのです。

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小さな子どもに簡単に説明するには

紅葉の仕組みを簡単に書きましたが、やはり光合成を知らない子どもが理解するのは難しいかもしれません。

そこで、もっとかみ砕いて説明してみましょう。

木は、寒い冬を乗り越えるために、なるべく栄養が要らなくてすむよう、秋に葉っぱを落としていきます。

でも、その前に残った葉っぱにある緑の栄養を全部吸おうとします。だからだんだんと黄色になっていくんです。

栄養を吸っている間にも葉っぱは弱ってしまうので、日光から守るために、中で赤のカーテンをしてあげてるんです。

これが緑色だった葉っぱが黄色や赤に変化していく理由です。黄色と赤は変化の仕方が違ったんですね。

美しい紅葉も、樹木が生きていくための重要な要素だと知ると、感慨深いものがありますね。

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