なぜ植物は上に向かって伸びるのか？
昔からなんとなく不思議なこの疑問にインターネットを基に挑戦してみました。
最初は重力に抵抗して伸びていると思い「変に納得」しておりました。「重力屈性」という言葉があるくらいですから。ところが、暗くしておいて光をあてると光の方向に伸びるという有名なダーウィンの「光屈性」なるものにまた「変に納得」、重力に抗して伸びるならツタウルシは赤松にしっかり付いて這うので重力はあまりかからない。ツタは下に向かったり横に這ったり、クズなどは土手から降りてくるしで納得できません。
芽の先端部にセンサーがあって、オーキシンという成長ホルモンを先端より後部に分泌しながら伸びてゆくそうで、分泌した方向が目指した方に行くように探りながら行くと思われます。重力Ｇを感知するなら、低い方に下りて行かないはずなので「重力屈性」なるものは眉唾かもしれません。「光屈性」説とすれば、なぜ太陽の方向に向かわないのでしょうか？赤道上ならともかく北半球の植物は南に向かい、南半球の植物は北に向かうはずです。ところが鉛直線上に生えています。
そこで光の種類を調べると、光屈性は「青色」の方向とあります。光合成には太陽光の三原色「赤」「緑」「青」の内、波長の長い「赤」と短い「青」が使われ「緑」は、不思議な事に、波長が可視光線中の真中で、強さも一番なのに光合成には使われずに反射されて我々の眼に届くので葉緑素を持つ植物は緑色に見えるのだそうです。
何で？赤と青だけ使って緑を使わないのかと疑問に思い考えてみました。
生物は海から生まれたと言われますので海中を想像します。水深約１００ｍ、辺りは暗い青ですが上を見ると明るい青でしょう。「レイリー散乱」に由れば青色は赤色の６．２倍も散乱されるそうですが海中なら桁違いに散乱・吸収されるでしょう。太陽が見えれば少しは赤く見えるのですが一面青の世界です。深くなるにつれて散乱・吸収されて青光線の量は減少します。ラン藻（シアノバクテリア）が光合成の能力を獲得したのは多分この「青」でしょう。散乱・吸収されてやっと届いた青、間接照明のような青、原核細胞の大きさに近い短い波長の青、初めは弱い紫外線３５０ｎｍくらいだったかもしれません。
光合成で出来た酸素は海水に溶け、余りは浮力になります。次第に、海面近くの、より長くて強い波長の中に浮上して、４５０ｎｍくらいの青色を活用するようになります。最初のシアノバクテリアは海中を浮遊し青色を使い、緑と赤を反射するので赤茶色で、後で赤色も使うようになって始めて「緑色」になったのでしょう。順序では、次の光合成は５００ｎｍの「緑」ですがエネルギーが強すぎるのと周波数が中途半端だったのか、相当な時間が経ってから、緑を飛び越して７００ｎｍ付近の赤色を使う様になります。「赤色」が選ばれたのは他方では、紫外線３５０ｎｍの「２倍」に近いので丁度２つの細胞をくっ付ける作用もしたかもしれません。原核細胞生物のシアノバクテリアから２つの細胞を繋ぐ「カドヘリン」ができ「真核細胞生物の誕生」に至ったと想像します。海の底や岩などに張り付き、酸素の浮力でコンブやワカメの様に鉛直線上に伸び、＜より強い＞青光線や赤光線下の環境で光合成能を発達させ増大、繁殖したと思われます。
この時点では重力に関係なく、根本の方は「弱い青」の光合成、上の方は「強い青」の光合成となりました。植物の上陸後は酸素の浮力がセンサーに、大気が海水の役、浮力の代わりに細胞壁が高質化して「上方の強い青」を目指しているのではないでしょうか？
さらに、樹木はより巨大化しますが炭酸ガスの減少に伴い矮小化に向かい、青色が弱くなると、光合成は直射日光系の「赤色」が中心になり、長波長用の広葉樹が出来、さらに草本化します。地軸傾斜で太陽光が変動し、「落葉」が起きます。この落葉のとき赤光合成機能が破壊され不要になった赤橙黄の色が反射されて「紅葉」となるではないでしょうか？
アカマツの幹はなぜ赤い？春の木の芽に赤いのが多いのはなぜか？赤潮は何故赤いか？などこれらを基に次に考えて見ようと思います。
