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すっかり秋、というよりは冬のような寒さが突然やってきましたね。この季節、関内の大通りは銀杏が黄色く色づく頃です。

さて、そもそもこの「紅葉(黄葉)」、どんなしくみで起きるか知っていますか？

それには皆さんおなじみの「光合成」から説明しなくてはなりません。植物は普段の日中、光合成によって二酸化炭素と水、光を使って養分（エネルギー）と酸素を作っています。このとき、光を効率良く吸収するために働くのがクロロフィル（葉緑素）という色素です。植物細胞の中にある葉緑体に含まれていて、光の3原色（赤、青、緑）のうち、おもに青と赤の光を吸収し緑の光を反射するため、植物は緑に見えるのです。そして紅葉のしくみのひとつが、このクロロフィルの変化にあります。秋になると、樹木は冬支度をはじめます。気温が低くなると光合成などの反応速度が遅くなり、また昼の時間が短く、太陽の光も弱まるので、生産できる養分が減ります。使えるエネルギー量も減るために樹木は冬の前に、消費エネルギーの少ない状態…いわば省エネモードとするために、葉のはたらきを徐々に止めていきます。

まず、葉の活動を低下させて消費エネルギーを節約するため、葉の根もとに「離層」という水や養分の行き来を減らすバリアのようなものをつくります。さらに葉のクロロフィルを分解して養分に変え、幹に送って活動のエネルギーとして利用します。これによりクロロフィルが減るため、緑色がしだいに薄まります。多くの葉にはクロロフィルの他にも、黄や赤に見えるカロテン類やキサントフィル類などの色素（まとめてカロテノイドという）があり、これらの色は、クロロフィルが多いときは緑に隠れて感じられません。でもクロロフィルが減って緑色が薄まると目立つようになります。イチョウなどで起きる黄葉はこれが原因です。 

モミジなど赤くなる植物では、葉緑体の分解が始まる前にアントシアニンという物質がつくられはじめます。アントシアニンは赤や紫の花などにも含まれる色素で、多くなると葉は赤く色づいて見えます。アントシアニンはおもに紫外線を吸収するので、葉緑体のはたらきが弱まったときに強すぎる光をやわらげる役割があると考えられています。このように紅葉は、クロロフィルが減ってもとからあるカロテノイドが目立つと黄色に、アントシアニンが多く作られると赤色になる現象です。

なお、葉の根もとにできる離層には、細胞のつながりをほぐす物質も含まれているため、完成すると柄がちぎれて葉の部分が落ちる植物もあります（落葉）。そんなことを考えながら紅葉の中を歩くと、植物もまた「生きている」と感じることができそうですよね。