朝の葉先に水滴が並んでいても、すべて空気中の水蒸気が冷えて付いた露とは限りません。植物の内部から液体の水が出る溢泌という現象があります。似た見た目でも、水がどこから来たかが違います。葉に水滴があるという観察と、水の由来という説明を分けましょう。
中学入試では、蒸散で水が出ると学んだ後、葉の水滴も蒸散そのものだと答えてしまうことがあります。蒸散は水蒸気として失われる現象です。液体の水が葉の縁や先から出る場合と、空気中の水蒸気が表面で液体になる場合を、矢印で区別すると整理できます。
水の出発点と、移動するときの状態を比べる
溢泌では、植物内部の水が葉の縁や先にある水孔などから液体として出ます。根から水を取り込み、蒸散が小さい夜間などに見られることがあります。すべての植物で必ず起こるという説明ではなく、観察した植物の種類と環境を確認します。
露は空気中の水蒸気が冷えた表面で凝結したものです。葉に限らず、近くの物の表面にも付く可能性があります。どちらも透明な滴に見えるため、写真だけで確実に区別できない場合があります。付く位置、時間、周囲の物、植物へ供給した水の条件など、複数の記録を重ねて判断します。
位置は手掛かりだが、それだけで断定しない
葉の縁に規則的に滴が並ぶなら、内部から出た可能性を考える手掛かりになります。一方、葉全体や周囲の物にも露が付くなら結露の可能性を検討します。ただし、どちらかがあるともう一方は絶対にないという関係ではありません。同じ夜に複数の現象が起こることも考えられます。
滴に溶けている物質を調べる資料もあります。しかし「成分があるから必ず内部由来」と即断するのではなく、葉の表面に付いた物が溶け込む可能性を対照で調べます。新しい観察は結論を支える一歩ですが、代わりの説明を一つずつ減らすという姿勢が必要です。
例題1｜三つの水の道を選び分ける
Aは植物内部から水蒸気が空気へ出る現象、Bは空気の水蒸気が葉の表面で液体になる現象、Cは植物内部の水が液体のまま葉先から出る現象です。蒸散、結露、溢泌を対応させてください。また、葉先に滴が一つあるという写真だけで、BとCのどちらかを確定できますか。
答え・解説： Aが蒸散、Bが結露、Cが溢泌です。写真だけではBかCを確定できません。水の状態を見分けても、由来まで直接分かるとは限らないためです。「水滴があるので蒸散」とする答えは、気体として出る段階と液体の滴を混同しています。
例題2｜鉢全体の重さと採取した滴
土面を覆い、外へ失われる水は葉の蒸散と葉先の滴だけという模型です。ある期間に鉢と植物の合計が3.8g軽くなり、外へ採取した滴が1.2gありました。ほかの物質の出入りや、外から付く露は無視します。蒸散で失われた水は何gですか。
答え・解説： 合計の減少3.8gには、滴として外へ採った1.2gも含まれます。蒸散分は3.8−1.2＝2.6gです。3.8g全量を蒸散と呼ぶのも、滴をさらに足して5.0gとするのも誤りです。もし滴が鉢の上に落ち、はかりに載った範囲から出ていなければ、この計算条件は変わります。
重さの問題では、滴がどこに残ったかを見る
葉から出た滴がまだ葉の上にある場合、植物内部から外部へ移ったとしても、鉢全体を量るはかりの上には残っています。内部から出た量と、はかりから失われた量は同じとは限りません。鉢の外へ流れたか、別容器へ採ったか、蒸発したかで、記録される重さが変わります。
また、土面を覆っていなければ、土から蒸発した水も重さの減少へ入ります。葉の働きだけを知りたい調査には、余分な出入りを区別する工夫が必要です。葉の滴だけに目を奪われず、鉢全体の図に水の道を全部描いてみましょう。
見慣れた朝露でも、原因は見た目から一つに決まりません。水の出発点、移動中の状態、最後に量った範囲を順に確かめると、蒸散と結露を別々に覚えるだけでなく、二つが同じ場面に現れる実験にも対応できます。
夜の条件を二つに分ける
夜に滴が見られたとしても、夜だからという一つの理由で説明を終えません。葉が冷えて空気中の水が凝結しやすくなる条件と、蒸散が弱い中で根から水が供給される条件は違います。同じ時間帯に起こりやすい現象ほど、原因の説明を分ける必要があります。滴の場所に加え、土の湿り具合や周囲の温湿度を記録する意味がここにあります。
葉先の滴を集めた後、葉の表面に残る水もあるなら、採取量は出た量の全部ではありません。回収し切れない水を無視して全量と呼ばず、測れた滴の量として扱います。重さの収支に回収率が与えられる模型なら補正できますが、ないときに想像で何割と置くことはできません。
乾燥した後に残る跡は、滴に溶けていた成分を考える手掛かりにはなります。しかし表面のほこりや付着物も混じる可能性があるため、跡が見えたことだけで水の全経路を確定しません。見える滴、残った跡、鉢の重量という三種類の証拠は、それぞれ異なる問いに答えていると整理しましょう。
関連する記事でつなぐ
蒸散の実験で油を浮かべるのはなぜ？｜水が減る二つの経路を分けよう