紅葉の仕組みと原理、色の違いの理由は?

紅葉とは?

紅葉と黄葉

秋も深まると、もみじ狩りシーズン到来です。赤や黄に色付いた葉がもたらすコントラストは、見事ですね。

さて、あの見事な紅葉には、気温が深く関係しているそうです。ようするに、気温の変化によっては、色づきが悪くなってしまうわけです。

こうようともみじ

同じ漢字で呼び方が変わります。また、紅葉にも赤いのもあれば、黄色いのもあります。

ふつう、一般には、こうようももみじも赤や黄色に色づいた葉全体を言うようです。しかし、厳密に分類するとややこしいみたいです。

もみじ狩り、などで使われる紅葉は赤も黄色もすべて含みます。ようするに、もみじ=紅葉です。

しかし、「もみじのような手」といったふうに扱うと、それは、カエデのなかまをもみじ、と呼んでいることになります。

紅葉の仕組みと原理

葉の老化と冬越しのため

紅葉は、葉が衰えて、落葉する過程で赤や黄色になることです。それは、葉を落とすことで冬越しをスムーズ行い、新芽の準備をするすごい仕組みです。

まず、紅葉する落葉樹は、寒くなると水分を吸い上げる力が一気に落ちてしまいます。光合成の能力も低下し、葉を付けるのは無駄になります。

そのために、冬の間だけ葉を落として、厳しい寒さを乗り越えるわけです。そして、寒くなると木は冬が近いと感じて、葉に養分を送らなくなります。

すると、葉の中にアントシアニンという赤い色素がつくられるのです。これがモミジの赤色のもとです。

ただ、アントシアニンの生成のしくみはきちんと解明されていないそうで、生物学上の大きな課題だといわれているのです。

紅葉するときの温度

紅葉が始まるのは、最低気温で決まります。最低気温が8度以下になると、紅葉が進むと言われています。

さらに5~6度ぐらいになると、紅葉はどんどん進んでいくことになります。逆に、冷え込みが不十分になると、紅葉がスムーズに行かないことがあり、葉の色の鮮やかさが悪くなってしまうのです。

昼夜の気温差が大きいほど、色が鮮やかになるのです。日中が20度~25度前後で、夜間に5度~10度くらいになると、きれいに色づくと言われています。

紅葉の色の違いの理由

もみじの色に関わる3つの色素

紅葉には3つの色素が関わります。それは、葉緑素であるクロロフィル、カロチノイドと言われる黄色の色素、そして、アントシアニンという、赤い色素です。

木の葉には、もともと、クロロフィルとカロチノイドの2つの色素が含まれているのです。

冬が近づくと、日差しが弱くなり、朝夕の気温差が大きくなります。すると、この2つの色素は分解されていき、クロロフィルの方が先に分解されてしまうのです。

そうなると、カロチノイドの黄色が目立つことになり、葉は黄色く色づくことになります。

このまま、落葉を迎える樹木は、黄色いままで紅葉が終わります。しかし、中には、緑色の色素が消えるときに、葉の中にアントシアニンが作られるものがあるのです。

紅葉の種類

秋を彩る、さまざまな紅葉

1.緑→赤

クロロフィルの減少とアントシアニンの生成が同時に進みます。すると、カロチノイドが表には見えなくなり、すぐに赤くなってしまいます。ナナカマドやウルシなどです。

2.緑→黄色

アントシアニンが作られないので、カロチノイドが鮮やかに見えるようになります。イチョウやカラマツなどです。

3.緑→黄色→赤

クロロフィルの減少に比べて、アントシアニンの生成が少し遅れて起こります。トウカエデなどです。

赤い葉と黄色い葉

1.赤く色づく葉

まず、カエデ科のイロハモミジ、ハウチワカエデ、サトウカエデ、メグスリノキ、ウルシ科のツタウルシ、ヤマウルシ、ヌルデ、ツツジ科のヤマツツジ、レンゲツツジ、ドウダンツツジなどがあります。

また、バラ科のヤマザクラ、ウワミズザクラ、カリン、ナナカマド、ブドウ科のツタ、ヤマブドウ、スイカズラ科のミヤマガマズミ、カンボク、ウコギ科のタラノキ、ミズキ科のミズキなどです。

2.黄色く色づく葉

まず代表として、イチョウ、カバノキがあります。そして、ヤナギ科のヤナギ、ポプラ、ドロノキ、ニレ科のハルニレ、カエデ科のイタヤカエデ、ニシキギ科のツルウメモドキ、ユキノシタ科のノリウツギ、ゴトウヅルなどがあります。

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