緑の葉が秋に黄色や赤へ変わるのを見ると、緑の絵の具が別の色に変化したように思えるかもしれません。しかし、黄葉と紅葉の説明を、すべて同じ一本の矢印で済ませることはできません。緑の色素が減って、もともとあった黄色が目立つ場合と、赤い色素がつくられる場合を分けて考えます。
葉の緑色に関わるのはクロロフィルです。黄色に関わるカロテノイドは、緑の葉にも含まれています。葉が老化する過程などでクロロフィルが減ると、それまで緑色に隠れて目立ちにくかった黄色が見えてきます。これが黄葉を考える基本です。
黄色が見えたから、黄色の色素が増えたとは限らない
強く見えていた色が減ると、別の色が目立つことがあります。したがって、写真で黄色くなった葉を見ただけでは、黄色の色素が何倍に増えたかは分かりません。見た目の割合と、含まれている物質の量を区別する必要があります。
赤い紅葉では、アントシアニンという色素がつくられることが関わります。クロロフィルが赤いアントシアニンへそのまま変身する、と整理するのではありません。緑の減少と赤の生成という、別の変化が組み合わさっています。樹種や条件によって色素の変化は異なり、すべての木が同じ順番で緑・黄・赤になるわけではありません。
同じ木でも、一枚ごとに条件が違う
同じ枝についた葉でさえ、光の当たり方や葉の状態は完全に同じではありません。一本の木で緑の葉と赤い葉が混じっていても、不思議なことではありません。まして、別の場所の別の樹種の写真を一枚ずつ比べて、気温だけが原因と決めることはできません。
気温の下がり方や日照などは紅葉の進み方に関わりますが、単一の温度を境に全ての葉が同じ色へ変わるスイッチではありません。例題で数値を比較する場合も、樹種、葉の採取条件、測定方法がそろっているかを確認しましょう。
例題1：黄色くなったのに、黄色の量は同じ？
架空の色素の測定記録です。比較できる同量の葉から調べたところ、初めは緑の色素が80、黄色の色素が20でした。後には緑が10、黄色が20になっていました。単位は共通の相対値です。黄色の色素の量と、二種類の合計に占める黄色の割合は、それぞれどう変わりましたか。
答え・解説： 黄色の量は20のままで、増えていません。合計に占める割合は、初めが20÷100＝20％、後が20÷30＝三分の二、約67％です。緑の方が減ったため、黄色の割合が大きくなりました。
この割合をそのまま写真の黄色の面積や明るさへ読み替えることはできません。色の見え方は光の吸収や葉の構造などにも関わります。この問題は、量が一定でも割合が増えるという点を示す計算模型です。色素を二種類だけに単純化していることも条件として残します。
例題2：赤い色素は、緑が減った分だけできた？
別の架空の記録では、緑の色素が50減った一方、赤い色素は10増えていました。これだけで、「減った緑50のうち10が赤へ変わり、残り40は黄色になった」と説明できますか。
答え・解説： できません。量の増減が示されただけで、緑の色素から赤や黄色へ変化したという物質の道筋は示されていません。緑の分解と赤い色素の生成は、別の過程として調べる必要があります。引き算で残った40に、勝手に黄色という名前を付けてはいけません。
表の数字が足し算で合いそうなときほど、何の量を測っているかを見直します。色素の相対値は、葉全体の物質の重さをすべて集めた収支表ではありません。単純な保存の式を当てはめるには、対象と単位をそろえた十分な情報が必要です。
常緑樹には、葉の交代がない？
常緑樹でも、古い葉は新しい葉へ交代します。一斉に葉がなくなる時期が目立たないからといって、同じ葉が永久に付いているわけではありません。古い葉が落ちるときに黄色や褐色へ変わることもあります。「常緑」は木全体として緑の葉を保つことと結び付け、個々の葉の寿命と分けます。
紅葉した葉が落ちた後の変化も別です。落ち葉が分解される過程を、葉についていたときの色素変化だけで説明することはできません。観察する時期と場所をそろえないと、木の上で進んだ変化と、地面へ落ちてから進んだ変化が混じります。
写真の色は、照明にも左右される
紅葉を記録する写真では、撮影時の光やカメラの設定でも色が違って見えます。同じ葉を日陰と夕方の光で撮れば、画像の赤さが変わる場合があります。色素が変わったと判断するなら、撮影条件をそろえるか、色素自体を調べる資料も使います。
葉で物質がつくられる働きは呼吸と光合成の実験、落ちた後の変化は落ち葉の分解へ。葉の色を説明するときは、「何が減った」「何がつくられた」「何が見えやすくなった」を別の言葉で書き分けましょう。