プリンキピア

第30章植物の形態と生理

30.4 Leaves30.4 葉

Learning Objectives学習目標

By the end of this section, you will be able to do the following:
この節を学び終えると、次のことができるようになる。
  • Identify the parts of a typical leaf
    典型的な葉の各部分を挙げる。
  • Describe the internal structure and function of a leaf
    葉の内部構造と機能を説明する。
  • Compare and contrast simple leaves and compound leaves
    単葉と複葉の共通点と相違点を比較する。
  • List and describe examples of modified leaves
    変形した葉の例を挙げ、説明する。
Leaves are the main sites for photosynthesis: the process by which plants synthesize food. Most leaves are usually green, due to the presence of chlorophyll in the leaf cells. However, some leaves may have different colors, caused by other plant pigments that mask the green chlorophyll.
英語のヒント
葉は、植物が養分を合成する過程である光合成の、主な場である。大部分の葉は、葉の細胞にクロロフィルがあるため、通常は緑色をしている。しかし、ほかの植物色素が緑色のクロロフィルを覆い隠すことで、別の色に見える葉もある。
The thickness, shape, and size of leaves are adapted to the environment. Each variation helps a plant species maximize its chances of survival in a particular habitat. Usually, the leaves of plants growing in tropical rainforests have larger surface areas than those of plants growing in deserts or very cold conditions, which are likely to have a smaller surface area to minimize water loss.
英語のヒント
葉の厚さ、形、大きさは環境に適応している。それぞれの変異が、特定の生息地で植物種の生存の可能性を最大限にするのに役立つ。通常、熱帯雨林に育つ植物の葉は、砂漠や非常に寒い条件で育つ植物の葉より表面積が大きい。後者は、水分の損失を最小限にするために、表面積が小さい傾向がある。

Structure of a Typical Leaf典型的な葉の構造

Each leaf typically has a leaf blade called the lamina, which is also the widest part of the leaf. Some leaves are attached to the plant stem by a petiole. Leaves that do not have a petiole and are directly attached to the plant stem are called sessile leaves. Small green appendages usually found at the base of the petiole are known as stipules. Most leaves have a midrib, which travels the length of the leaf and branches to each side to produce veins of vascular tissue. The edge of the leaf is called the margin. Figure 30.21 shows the structure of a typical eudicot leaf.
英語のヒント
通常、それぞれの葉には葉身があり、これは葉の最も幅広い部分でもある。一部の葉は、葉柄によって植物の茎につながる。葉柄をもたず、茎に直接つく葉は、無柄葉と呼ばれる。葉柄の基部に通常見られる、小さな緑の付属物を托葉という。大部分の葉には中肋があり、葉の長さに沿って走り、左右へ枝分かれして、維管束組織からなる葉脈をつくる。葉の縁を葉縁という。図30.21は、典型的な真正双子葉植物の葉の構造を示す。
葉の各部分を示す図。葉柄は葉の柄である。中肋は葉柄から葉の先端へ伸びる通導部で、そこから葉脈が枝分かれする。葉身は幅広く平たい部分で、葉縁は葉の縁である。

OpenStax, Rice University; Biology 2e. · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 30.21図 30.21
Deceptively simple in appearance, a leaf is a highly efficient structure.
見かけは単純でも、葉は非常に効率的な構造である。
Within each leaf, the vascular tissue forms veins. The arrangement of veins in a leaf is called the venation pattern. Monocots and dicots differ in their patterns of venation (Figure 30.22). Monocots have parallel venation; the veins run in straight lines across the length of the leaf without converging at a point. In dicots, however, the veins of the leaf have a net-like appearance, forming a pattern known as reticulate venation. One extant plant, the Ginkgo biloba, has dichotomous venation where the veins fork.
英語のヒント
各葉の中で、維管束組織は葉脈を形成する。葉脈の配置を葉脈型という。単子葉植物と双子葉植物では、葉脈型が異なる(図30.22)。単子葉植物は平行脈をもち、葉脈は一点へ収束することなく、葉の長さに沿って直線状に走る。一方、双子葉植物の葉脈は網状に見え、網状脈というパターンをつくる。現生植物の一つであるイチョウ(Ginkgo biloba)は、葉脈が二股に分かれる二叉脈をもつ。
写真aはチューリップの幅広い剣状の葉で、平行な葉脈が上へ走る。写真bは涙滴形のシナノキの葉で、中肋から葉脈が放射状に伸び、そこからさらに細い葉脈が伸びる。右の写真は扇形のイチョウの葉で、葉柄から葉脈が放射状に広がる。

OpenStax, Rice University; Biology 2e. (credit a photo: modification of work by “Drewboy64”/Wikimedia Commons; credit b photo: modification of work by Roger Griffith; credit c photo: modification of work by "geishaboy500"/Flickr; credit abc illustrations: modification of work by Agnieszka Kwiecień) · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 30.22図 30.22
(a) Tulip (Tulipa), a monocot, has leaves with parallel venation. The netlike venation in this (b) linden (Tilia cordata) leaf distinguishes it as a dicot. The (c) Ginkgo biloba tree has dichotomous venation. (credit a photo: modification of work by “Drewboy64”/Wikimedia Commons; credit b photo: modification of work by Roger Griffith; credit c photo: modification of work by "geishaboy500"/Flickr; credit abc illustrations: modification of work by Agnieszka Kwiecień)
(a)単子葉植物のチューリップ(Tulipa)の葉には、平行脈がある。(b)セイヨウシナノキ(Tilia cordata)の葉の網状脈は、双子葉植物であることを示す。(c)イチョウ(Ginkgo biloba)は二叉脈をもつ。(クレジットa写真:「Drewboy64」/Wikimedia Commons、b写真:Roger Griffith、c写真:「geishaboy500」/Flickr、a〜cの図:Agnieszka Kwiecień、それぞれの作品を改変)

Leaf Arrangement葉の配列

The arrangement of leaves on a stem is known as phyllotaxy. The number and placement of a plant’s leaves will vary depending on the species, with each species exhibiting a characteristic leaf arrangement. Leaves are classified as either alternate, spiral, or opposite. Plants that have only one leaf per node have leaves that are said to be either alternate—meaning the leaves alternate on each side of the stem in a flat plane—or spiral, meaning the leaves are arrayed in a spiral along the stem. In an opposite leaf arrangement, two leaves arise at the same point, with the leaves connecting opposite each other along the branch. If there are three or more leaves connected at a node, the leaf arrangement is classified as whorled.
英語のヒント
茎上の葉の配列を葉序という。葉の数と配置は種によって異なり、それぞれの種が特徴的な葉序を示す。葉は互生、らせん状、対生のいずれかに分類される。1節につき葉が1枚だけの植物では、葉が一つの平面内で茎の左右に交互につくものを互生、茎に沿ってらせん状に並ぶものをらせん葉序という。対生では、同じ場所から2枚の葉が生じ、枝の両側で向かい合ってつく。1節に3枚以上の葉がつく場合、葉序は輪生に分類される。

Leaf Form葉の形

Leaves may be simple or compound (Figure 30.23). In a simple leaf, the blade is either completely undivided—as in the banana leaf—or it has lobes, but the separation does not reach the midrib, as in the maple leaf. In a compound leaf, the leaf blade is completely divided, forming leaflets, as in the locust tree. Each leaflet may have its own stalk, but is attached to the rachis. A palmately compound leaf resembles the palm of a hand, with leaflets radiating outwards from one point. Examples include the leaves of poison ivy, the buckeye tree, or the familiar houseplant Schefflera sp. (common name “umbrella plant”). Pinnately compound leaves take their name from their feather-like appearance; the leaflets are arranged along the midrib, as in rose leaves (Rosa sp.), or the leaves of hickory, pecan, ash, or walnut trees.
英語のヒント
葉には、単葉と複葉がある(図30.23)。単葉の葉身は、バナナのようにまったく分かれないか、カエデのように裂片があっても、切れ込みが中肋まで達しない。複葉では、ニセアカシアのように葉身が完全に分かれ、小葉をつくる。小葉はそれぞれ柄をもつこともあるが、葉軸につながっている。掌状複葉は手のひらに似ており、一点から小葉が外へ放射状に広がる。例として、ツタウルシ、トチノキ類、観葉植物としてなじみのあるシェフレラ属(通称「アンブレラプラント」)の葉がある。羽状複葉は、羽毛に似た外観に由来する名である。バラ属の葉や、ヒッコリー、ペカン、トネリコ、クルミの葉のように、小葉が中肋に沿って並ぶ。
(a)1本の茎から大きな葉が伸びる、鉢植えのバナナ。(b)セイヨウトチノキで、手のひらから指が広がるように、葉柄から5枚の葉が放射状に伸びる。(c)スクラブヒッコリーで、羽形の葉が茎または中肋に沿って向かい合い、先端には1枚の葉がある。(d)アメリカサイカチで、中肋から5対の茎のような葉脈が伸び、そこから小さな小葉が生える。

OpenStax, Rice University; Biology 2e. (credit a: modification of work by "BazzaDaRambler"/Flickr; credit b: modification of work by Roberto Verzo; credit c: modification of work by Eric Dion; credit d: modification of work by Valerie Lykes) · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 30.23図 30.23
Leaves may be simple or compound. In simple leaves, the lamina is continuous. The (a) banana plant (Musa sp.) has simple leaves. In compound leaves, the lamina is separated into leaflets. Compound leaves may be palmate or pinnate. In (b) palmately compound leaves, such as those of the horse chestnut (Aesculus hippocastanum), the leaflets branch from the petiole. In (c) pinnately compound leaves, the leaflets branch from the midrib, as on a scrub hickory (Carya floridana). The (d) honey locust has double compound leaves, in which leaflets branch from the veins. (credit a: modification of work by "BazzaDaRambler"/Flickr; credit b: modification of work by Roberto Verzo; credit c: modification of work by Eric Dion; credit d: modification of work by Valerie Lykes)
葉には単葉と複葉がある。単葉では、葉身が連続している。(a)バナナ属(Musa)の葉は単葉である。複葉では、葉身が小葉へ分かれる。複葉には掌状と羽状がある。(b)セイヨウトチノキ(Aesculus hippocastanum)のような掌状複葉では、小葉が葉柄から分岐する。(c)スクラブヒッコリー(Carya floridana)のような羽状複葉では、小葉が中肋から分岐する。(d)アメリカサイカチは、小葉が葉脈から分岐する二回複葉をもつ。(クレジットa:「BazzaDaRambler」/Flickr、b:Roberto Verzo、c:Eric Dion、d:Valerie Lykes、それぞれの作品を改変)