植物には光が必要です。それなら、夜も電灯をつければ、キクの花は早く咲くのでしょうか。ここで、葉や茎が育つことと、花芽ができることを一緒にしないでください。短日性のキクでは、適切な夜間照明によって花芽の形成を抑え、開花を遅らせる栽培が行われます。
「光を足したのに、花が遅くなる」という結果は、光合成の説明だけでは読み切れません。植物にとって光は養分をつくるためのエネルギー源であるとともに、昼夜の変化を知る情報にもなります。同じ光でも、今回調べている働きはどちらなのかを分けましょう。
短日植物という名前を、暗い場所が好きと読まない
短日植物は、一般に日が短い条件で花芽の形成が促される植物です。日なたを嫌う植物、という分類ではありません。昼の光が生育に必要なことと、花をつくる時期の調節に昼夜の長さが関わることは両立します。
短日性を調べる実験では、十分な長さの夜が続くことや、その途中に光を当てる操作に注目します。ただし、実際の反応には品種、温度、生育段階、光の色や強さ、照らす時刻も関わります。「キクなら暗ければ暗いほど、必ず早く咲く」といった一本の比例にはできません。
夜を途中で照らす、暗期中断
暗い時間帯の途中に光を当てる操作を、暗期中断と呼びます。暗期とは、実験で暗くしている時間です。短日性のキクでは、この操作によって花芽形成が抑えられる場合があります。夜中の光が、単に一日の光合成量を増やしたから遅れる、と説明するものではありません。
農研機構の研究では、キクは葉で光の情報を受け、開花を促す物質と抑える物質の働きが関わることが示されています。また、光を受ける時間帯によって反応も違います。長い夜を二つに切ったという図は操作の整理に役立ちますが、その図だけで体内のしくみ全部を説明したことにはなりません。
例題1：暗い時間の合計が同じ二つの区
ある短日性植物の架空の実験記録です。温度、株の生育段階、照明の種類をそろえ、同じ処理を必要な日数だけ続けました。Aは明るい時間10時間・暗い時間14時間。Bは明るい時間9時間の後、暗い7時間・明るい1時間・暗い7時間です。Aでは花芽が形成され、Bでは形成されませんでした。暗い時間の合計だけで結果を説明できますか。
答え・解説： できません。AもBも一日の暗い時間は14時間ですが、その続き方が違います。Aは14時間が連続し、Bは途中の1時間の光で分かれています。この記録では、時間の合計だけでなく、光を当てる時刻の配置が重要です。
明るい時間も両方10時間です。したがって、「Bは光を受ける時間が長かったから」と書くと、表の条件を読み違えています。合計を計算した後、帯の並び方へ戻る。この二段階で確認すると、同じ時間数の中に隠れた違いを見つけられます。
この表から、何時間が境目かまで分かる？
例題1だけでは、連続した暗期が何時間なら花芽が形成されるかを正確に決められません。10時間や12時間の暗期を試していないからです。また、照らす時刻を動かした比較もありません。夜のどこへ1時間の光を入れても、同じ結果になるとは限りません。
「7時間では短く、14時間では足りた」という単純な模型で理解することはできますが、実際の植物の反応には体内の時間のしくみもあります。最も長い暗期だけで、あらゆる照明実験の答えを自動的に出さないようにします。表にない条件は、次の実験で確かめる対象です。
例題2：電灯の下で、花だけ遅かった
短日性の同じ品種のキクを、同じ時期から育てた架空の記録です。通常の昼夜の区では花芽ができ、夜間照明を加えた区では茎や葉は育ちましたが、同じ観察日には花芽がありませんでした。「夜間照明を加えた区は、植物全体の成長が止まった」と書けますか。
答え・解説： 書けません。茎や葉が育ったという記録があるからです。今回確かめた違いは、観察日までに花芽が形成されたかどうかです。花芽形成と、茎葉の生育を別々の指標として記録する必要があります。
また、この観察日につぼみがなかったからといって、その株が永久に花をつけないとはいえません。照明をやめた後の条件や経過も必要です。開花を遅らせて出荷時期を調整する技術は、この「今は花芽をつくらせない」という操作とつながっています。
光を当てる実験は、温度の変化にも注意
電灯をつけると、光以外に周囲の温度が変わる場合があります。花芽形成の違いを光によるものと調べたいなら、温度など他の条件も測り、そろえる工夫が必要です。単に「電灯あり・なし」とだけ書いた表では、何の影響を比べたか曖昧になります。
キクの品種には開花特性の違いがあり、この記事の例題をすべての花へ広げることもできません。光合成を比較する操作は葉の実験と光合成、光への反応の別の例は植物の伸び方と屈性へ。花芽、伸び方、養分づくりを分けて読むと、植物の実験が整理できます。