冬に落葉した木の枝に、緑の葉のまとまりが残っていることがあります。ヤドリギの仲間には、宿主の木から水や無機養分を受け取りながら、自分でも光合成するものが多くあります。「寄生植物だから光合成しない」と一律に覚えるのは不正確です。水の入手先と、有機物を作る働きは別々の軸で考えましょう。ここでは緑葉を持ち、光合成する半寄生のヤドリギを扱います。
土へ根を伸ばしていなくても水は必要
ヤドリギは宿主の枝へ入り込む器官を通して水などを得ます。土へ直接根を下ろしていないから水を使わない、ということではありません。宿主が吸い上げた水の一部を利用する経路があります。土、宿主の根、幹、枝、ヤドリギの葉という水の経路を考えたうえで、下の図では枝へ入った水の収支に注目します。
一方、葉が緑で光合成できることは、生活に必要なすべてを他者に頼らず得ているという意味ではありません。必要な物をどこから得るかを、光、水、二酸化炭素、無機養分に分けます。寄生かどうかの分類と、光合成があるかどうかを一つの二択にしないことが重要です。ヤドリギ類にも多様性があり、全種類の栄養の受け渡しを一つの数値で表すことはできません。
例題1｜枝へ入る水の行き先
模型の枝に一時間で水100mLが入りました。宿主の葉から60mL、ヤドリギの葉から25mLが蒸散し、その他の出入りがなく、残りが枝や葉の内部へたまったとします。内部に増えた水は何mLですか。
答え・解説：100−60−25＝15mLです。ヤドリギへ行く水25mLを、宿主自身の葉の蒸散60mLへ重ねて数えないようにします。枝全体の出入りを示す枠を描き、枠の外へ出た二本の矢印と内部の増加を分けると、合計100mLに戻ることを確かめられます。
例題2｜明るい時の正味と光合成量
ヤドリギの葉の模型で、同じ一時間に呼吸で二酸化炭素を2単位出します。明るいとき、正味では二酸化炭素を5単位取り込んでいました。光合成が取り込んだ二酸化炭素は何単位ですか。明暗で呼吸量は同じとします。
答え・解説：光合成は5＋2＝7単位を取り込んでいます。そのうち2単位分に相当する放出が呼吸で重なるため、外から測る正味は5です。寄生していることだけを理由に光合成量をゼロとすると、与えられた収支と矛盾します。数値は学習用で、特定の種の測定値ではありません。
宿主が弱った原因を一つに決めない
ヤドリギの付いた木の成長が小さくても、写真だけでヤドリギが唯一の原因と証明することはできません。木の年齢、水分条件、日当たり、病気などが違う可能性があります。同じ条件の木を比較した記録や、長期の成長記録が必要です。寄生による負担があり得ることと、ある一本の木の不調の原因を特定できることは別です。
ヤドリギを取り除いた前後を比べる場合にも、季節や天候が変われば、葉の蒸散量や成長は変わります。除去した群と同じ期間に観察した対照群を置く意味があります。さらに枝を傷付ける操作の影響もあるので、操作後の変化を全部ヤドリギの水利用の分だけとみなさないようにします。
冬に緑のまとまりが見えるという観察は、宿主との葉の季節変化の違いを示しますが、冬も夏と同じ量を光合成するという証拠ではありません。日照、気温、水分条件が異なれば働きも変わります。葉が残っていること、光合成の能力があること、その時刻の光合成量が多いことを三段階に分けると、見た目から飛躍した説明を避けられます。
植物の生活を「自分で作る」か「他者から取る」かだけで分けると、半寄生のような組合せを見落とします。何を自分で作り、何を受け取るかを物質ごとに書くのが、初めて聞く植物の資料を読むときにも使える整理法です。
緑色であることと、宿主に頼らないことを分ける
ヤドリギの葉が緑色で光合成を行うからといって、水や無機養分まで自力で地面から吸収しているとは限りません。宿主とのつながりを通じて得る物と、光を使って自分で作る有機物を別々に追います。植物を二種類に分ける問題でも、光合成するかどうかという分類軸と、他の植物に寄生するかどうかという分類軸は同じではありません。
水の収支を考えるとき、葉から出ていく水蒸気と、体内に残る水を区別します。例題の枝全体へ入った水百mLのうち、宿主の葉の蒸散六十mL、ヤドリギの葉の蒸散二十五mLなら、枝や葉の内部で増えた分は十五mLです。この十五は、最初から体内にあった水を含めた総量ではなく、その期間の差し引きです。最終的な水の総量を求めるには、初めの蓄えも必要になります。
明るい場所で二酸化炭素が減った量を測ると、光合成による吸収から呼吸による放出を差し引いた結果が出ます。暗い条件の呼吸量を利用する計算は、明るい条件でも呼吸量を同じとみなす模型です。温度などが変われば、この仮定がそのまま使えるとは限りません。測定値と仮定を分けて式のそばへ書くと、なぜ足し戻すかを説明できます。
宿主の枝が太いほど寄生による影響が小さいといった関係も、枝の太さだけでは断定できません。葉の量、宿主の状態、水の供給などが関係するためです。一方の植物だけを取り出して考えず、つながった二者の収支として見ると、観察すべき量が増えることに気づきます。
光合成の測定値を比べる場合は、葉一枚当たりなのか、葉の面積当たりなのかをそろえます。大きな葉が多い個体の総吸収量が大きくても、同じ面積での働きが強いとは限りません。入試の資料に単位面積という言葉があれば、合計と効率を分ける合図です。単位の意味を確認してから、宿主とヤドリギの数値を比較しましょう。