Leaf Adaptations 葉の適応 Coniferous plant species that thrive in cold environments, like spruce, fir, and pine, have leaves that are reduced in size and needle-like in appearance. These needle-like leaves have sunken stomata and a smaller surface area: two attributes that aid in reducing water loss. In hot climates, plants such as cacti have leaves that are reduced to spines, which in combination with their succulent stems, help to conserve water. Many aquatic plants have leaves with wide lamina that can float on the surface of the water, and a thick waxy cuticle on the leaf surface that repels water.
英語のヒント トウヒ、モミ、マツのように寒冷な環境でよく育つ針葉樹の葉は、小さくなり、針のような外観をもつ。この針状の葉には、くぼんだ気孔と小さな表面積という、水分の損失を減らす二つの特徴がある。 暑い気候では、サボテンなどの葉は棘に縮小し、多肉質の茎と組み合わさって、水の保持を助ける。多くの水生植物には、水面に浮かべる幅広い葉身と、水をはじく厚い蝋状のクチクラが葉の表面にある。
Watch “The Pale Pitcher Plant” episode of the
video series
Plants Are Cool, Too, a Botanical Society of America video about a carnivorous plant species found in Louisiana.
アメリカ植物学会の動画 シリーズ「植物もすごい」の「淡色のピッチャープラント」の回を見てみよう。ルイジアナ州に見られる食虫植物の一種を扱っている。
Plant Adaptations in Resource-Deficient Environments 資源に乏しい環境での植物の適応
Roots, stems, and leaves are structured to ensure that a plant can obtain the required sunlight, water, soil nutrients, and oxygen resources. Some remarkable adaptations have evolved to enable plant species to thrive in less than ideal habitats, where one or more of these resources is in short supply.
英語のヒント 根、茎、葉は、植物が必要な日光、水、土壌の栄養分、酸素を得られるようにできている。これらの資源の一つ以上が乏しい、理想的とはいえない生息地でもよく育てるように、驚くべき適応が進化してきた。
In tropical rainforests, light is often scarce, since many trees and plants grow close together and block much of the sunlight from reaching the forest floor. Many tropical plant species have exceptionally broad leaves to maximize the capture of sunlight. Other species are epiphytes: plants that grow on other plants that serve as a physical support. Such plants are able to grow high up in the canopy atop the branches of other trees, where sunlight is more plentiful. Epiphytes live on rain and minerals collected in the branches and leaves of the supporting plant. Bromeliads (members of the pineapple family), ferns, and orchids are examples of tropical epiphytes (
Figure 30.28 ). Many epiphytes have specialized tissues that enable them to efficiently capture and store water.
英語のヒント 熱帯雨林では、多くの樹木や植物が密集し、林床に届く日光の多くを遮るため、光が不足しがちである。多くの熱帯植物は、日光を最大限にとらえるために、非常に幅広い葉をもつ。 別の種は、物理的な支えとなる他の植物の上で育つ、着生植物である。こうした植物は、ほかの木の枝の上、より日光の豊富な高い樹冠で育つことができる。支えとなる植物の枝葉に集まった雨水や無機栄養分によって生活する。 ブロメリア類(パイナップル科)、シダ、ランは、熱帯の着生植物の例である(図30.28 )。多くの着生植物には、水を効率よくとらえて蓄えるための特殊な組織がある。
Figure 30.28 図 30.28
One of the most well known bromeliads is Spanish moss (Tillandsia usneoides ), seen here in an oak tree. (credit: Kristine Paulus)
よく知られたパイナップル科植物の一つが、ここでオークの木に下がっている、スパニッシュモス(Tillandsia usneoides)である。(クレジット:Kristine Paulus)
Some plants have special adaptations that help them to survive in nutrient-poor environments. Carnivorous plants, such as the Venus flytrap and the pitcher plant (
Figure 30.29 ), grow in bogs where the soil is low in nitrogen. In these plants, leaves are modified to capture insects. The insect-capturing leaves may have evolved to provide these plants with a supplementary source of much-needed nitrogen.
英語のヒント 一部の植物には、栄養分の乏しい環境で生き残るのを助ける特別な適応がある。ハエトリグサやピッチャープラント(図30.29 )のような食虫植物は、土壌の窒素が少ない湿地に生育する。これらの植物では、葉が昆虫を捕らえるように変形している。 昆虫を捕らえる葉は、特に必要とされる窒素を補う供給源を得るために進化したのかもしれない。
Figure 30.29 図 30.29
The (a) Venus flytrap has modified leaves that can capture insects. When an unlucky insect touches the trigger hairs inside the leaf, the trap suddenly closes. The opening of the (b) pitcher plant is lined with a slippery wax. Insects crawling on the lip slip and fall into a pool of water in the bottom of the pitcher, where they are digested by bacteria. The plant then absorbs the smaller molecules. (credit a: modification of work by Peter Shanks; credit b: modification of work by Tim Mansfield)
(a)ハエトリグサは、昆虫を捕らえられる変形した葉をもつ。不運な昆虫が葉の内側の感覚毛に触れると、罠が急に閉じる。(b)ピッチャープラントの開口部は滑りやすい蝋で覆われる。縁をはう昆虫は滑り落ち、筒の底の水たまりに入り、そこで細菌によって消化される。その後、植物が小さくなった分子を吸収する。(クレジットa:Peter Shanks、b:Tim Mansfield、それぞれの作品を改変)
Many swamp plants have adaptations that enable them to thrive in wet areas, where their roots grow submerged underwater. In these aquatic areas, the soil is unstable and little oxygen is available to reach the roots. Trees such as mangroves (
Rhizophora sp.) growing in coastal waters produce aboveground roots that help support the tree (
Figure 30.30 ). Some species of mangroves, as well as cypress trees, have pneumatophores: upward-growing roots containing pores and pockets of tissue specialized for gas exchange. Wild rice is an aquatic plant with large air spaces in the root cortex. The air-filled tissue—called aerenchyma—provides a path for oxygen to diffuse down to the root tips, which are embedded in oxygen-poor bottom sediments.
英語のヒント 多くの湿地植物には、根が水中に沈む湿った場所で、よく育つための適応がある。このような水域では、土壌が不安定で、根に届く酸素も少ない。沿岸水域に生育するマングローブ(ヤエヤマヒルギ属)などの樹木は、木を支える地上根をつくる(図30.30 )。 マングローブの一部の種やラクウショウ類には、呼吸根がある。これは上向きに成長する根で、ガス交換に特化した孔や組織内の空間を含む。ワイルドライスは、根の皮層に大きな空気の空間をもつ水生植物である。通気組織と呼ばれる、空気で満たされた組織は、酸素に乏しい底質に埋まる根端まで、酸素が拡散して下る経路を提供する。
Figure 30.30 図 30.30
The branches of (a) mangrove trees develop aerial roots, which descend to the ground and help to anchor the trees. (b) Cypress trees and some mangrove species have upward-growing roots called pneumatophores that are involved in gas exchange. Aquatic plants such as (c) wild rice have large spaces in the root cortex called aerenchyma, visualized here using scanning electron microscopy. (credit a: modification of work by Roberto Verzo; credit b: modification of work by Duane Burdick; credit c: modification of work by Robert R. Wise)
(a)マングローブの枝からは気根が発達し、地面へ下って木を固定するのを助ける。(b)ラクウショウ類や一部のマングローブ種には、ガス交換に関わる、呼吸根という上向きに成長する根がある。(c)ワイルドライスなどの水生植物は、根の皮層に通気組織という大きな空間をもち、ここでは走査電子顕微鏡で可視化している。(クレジットa:Roberto Verzo、b:Duane Burdick、c:Robert R. Wise、それぞれの作品を改変)
Watch Venus Flytraps: Jaws of Death , an extraordinary BBC close-up of the Venus flytrap in action.
BBCがハエトリグサの働きを驚くべき接写でとらえた、「ハエトリグサ:死の顎」を見てみよう。