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2009年05月09日

地球環境の主役 植物の世界を理解する⑮ 乾燥外圧に適応した草の世界

シリーズ⑬「外圧に適応して生まれていった植生帯」では、年間降水量の少ない場所では、サバンナやステップという草原地帯になることを見ました。 
 
外圧に適応して生まれていった植生帯 
 
 
ところで、なぜ、年間降水量が少ないと樹木ではなく『草』になるのでしょうか? 
 
今回は、『草』についてみてみます。 
 
  アフリカ・サバンナの草原と象
  sabana.jpg
  Elephants in a marshy savanna、写真家Rhett A. Butler氏 
 
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まず、草原地帯の気温と降水量の年間変化をみてみましょう。アフリカのナイロビ、中東の乾燥地帯テヘランです。比較のために、多雨地帯である日本の大阪をあげておきます。 
 
草原地帯の気温(摂氏)と降水量(mm)・ナイロビ

 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年 間
平 均
気 温
19.320.120.520.219.117.716.917.218.519.719.319.1年平均
19.0度
降水量39.948.368.6152.9107.526.512.413.323.643.8121.279.6年間
737.6mm
 
4月、5月は100mmを超える雨が降ります。一方、7月、8月は10mm位しか雨が降りません。
雨期と乾期ですね。 
 
草原地帯の気温(摂氏)と降水量(mm)・テヘラン
 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年 間
平 均
気 温
3.15.610.216.122.027.230.028.825.118.611.4 5.7年平均
17.0度
降水量33.830.734.927.215.1 2.8 0.8 1.5 1.113.117.332.1年間
210.8mm
 
テヘランは、冬から春にかけてはそこそこ雨が降りますが、6月から10月にかけてはほとんど雨が降りません。7月は平均気温は30度ですが、雨はたったの0.8mmです。 
 
大阪の気温(摂氏)と降水量(mm)
 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年 間
平均
気温
5.5 5.8 8.6
14.619.223.027.028.224.218.312.9 7.9年平均
16.3度
降水量45.860.4102.0133.8139.4206.4156.994.8171.5107.565.134.4年間
1318
 mm
 
大阪は春から秋の気温の高い季節に降水量も多いですね。 
 
草原地帯の特徴は、年間数か月、雨の殆んど降らない季節があることです。
 
 
1.乾燥する季節サイクルに適応した植物=草 
 
雨が降らない、超乾燥の季節。この乾燥季節サイクルに適応したのが『草』です。 
 
水が十分ある季節に急いで成長し、種子を作りあげ、乾燥期には本体は枯れてしまう。乾燥期は、乾燥に強い種子でしのぎ、次の雨期に芽を出し、世代を継続させる。
樹木では、超乾燥の季節を乗り越えられないのです。 
 
草の特徴、季節サイクルを整理してみましょう。 
 
 1)水分の確保できる季節に、芽を出し、そこから素早く成長する。
 2)花が咲いてから実(種子)を成熟させる期間が短く、乾期の前に種子を完成させる。
 3)種子が成熟する過程で、本体が枯れていく。(種子こそが生命線)
 4)翌年、同じ季節に種子から芽を出して、次の世代が繁殖する。 
 
こうですね。 
 
 
2.被子植物ではじめて草という存在が可能となる 
 
被子植物は、植物界で最後に進化・登場した植物です。被子植物は、生殖機構を高度化した植物でしたね。
被子植物・胎内受精の完成 
 
被子植物は、受精機構を高度化すると共に、種子への成熟期間を短縮しています。 
 
裸子植物では受精から種子が成熟するまでに半年、1年かかってしまいます。一方、被子植物では、受精から種子成熟まで2~3か月です。(例えば、稲は7月に花が咲き、受精=受粉し、9月には成熟し収穫しますね。)

年間の季節サイクル=乾燥サイクルに適応するには、受精の確実性と素早い種子成熟が必須です。乾期の訪れるまでに、成長し受精し種子成熟を果たす必要があるのです。
種子成熟の段階では、本体(葉や茎)の養分を種子形成に使い、本体は枯れていくという作戦もとっていますね。 
 
被子植物ではじめて、乾燥サイクルに適応できる『草』という適応形態が可能になりました。
(なお、裸子植物の現生種では、樹木はありますが、草という形態ありません。) 
 
 
3.春成熟と秋成熟(麦と稲の季節サイクル) 
 
最後に、同じイネ科の草である麦と稲の季節サイクルをみてみましょう。 
 
麦は、秋に発芽し、春先に花が咲き夏が来る前に種子を成熟させます。麦の発祥の地といわれるメソポタミアの乾燥地帯は、テヘランの気温・降水量でみたように、夏期が超乾燥季節ですね。 
 
だから、降水量が確保される冬から春先に成長し、相対的に温度が高く、降水量が確保できる「春期」に受精・種子成熟を行うのです。 
 
 mugi.jpg  photo-1-cb533.jpg 
 春先の麦と5月末の実った麦穂 
 
対して、アジアモンスーン地帯の稲は、夏の高温時に十分水が確保できますので、この高温多雨の時期に受精・種子成熟を行い、秋以降の乾燥時期までに種子を実らせます。 
 
 6tuki21kosi.jpg 1064897701.jpg 
  田植え後の稲と頭を垂れた稲穂 
 
同じイネ科でも、異なる季節サイクル(乾燥サイクル)に適応したので、麦は夏前収穫、稲は秋前収穫となるのですね。 
 
なお、一粒の種子からどれだけの実(種子)がなるのかでは、稲の方がすぐれています。現在の栽培種では、以下のようにいわれています。

「稲は、一粒の種から800粒の稲粒が実る。対して、麦は、一粒の種から最大300粒の麦粒がやっとで、通常は150~170粒である。」 
 
麦は、一年のうち、相対的に気温の低い季節を成長・受精・種子成熟の時期としている。対して、稲では、一番高温の季節が成長・受精・種子成熟の時期となっているので、植物としての生産性が高いのですね。稲の生産性の高さに感謝です。 
 
『草』の世界も奥深いですね。 
 
 
気温と降水量のデータは、以下のサイトを参考にしました。 
 
世界の主な都市の気温と降水量
日本各地の気温と降水量 
 

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comments

なるほど、草は乾燥に対する適応態だったんですね。
木の形態よりも後に出てきた形態と理解していいんですか?

  • hihi 2009年05月09日 21:39

乾燥し切った砂漠の夏を種子で乗り切る、すごい適応ですね。そういえば、同じようなすごし方の魚もいたような。麦と米の比較もおもしろかったです。次も期待しています。

  • kz2022 2009年05月16日 19:28
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