サボテンにはなぜトゲがあるのでしょうか？

サボテンについて考えるとき、最初に頭に浮かぶものは何ですか?それはとげとげした「棘」ですか？それともヤシの木のような「葉」なのでしょうか？子供の頃に初めてサボテンを見たときのことを今でも覚えています。好奇心から、私は手を伸ばしてサボテンの厚い「葉」に触れてみました。突然、チクチクとした痛みを感じました。手を引っ込めてみると、たくさんの鋭いトゲが指に刺さっていた。この「不思議な旅」は今でも私の記憶に新しい。

何年も経って、ある本でサボテンの紹介を読んだとき、私はサボテンに対する自分の理解が常に少し偏っていたことに気づきました。彼が自分を刺していたのは実はサボテンの葉だったことが判明しました。厳しい環境はその成長を制限することはありませんでした。サボテンは知恵を駆使して、自分自身のために「かっこいい鎧」を作りました。

サボテンの画像出典: nwf.org

パート1

「葉」は葉ではなく、「棘」は棘ではない

私たちがよく話す「サボテン」は、実際には多くのメンバーを持つ大きな家族です。しかし、今日お話しする話題は、サボテンの種類がいくつあるかということではなく、このタイプの植物の非常に特殊な形態学的特徴であるトゲについてです。サボテンの「葉」をよく見ると、小さな巣（ケー）がまばらに分布しているのがわかります。小さな巣は大部分が円形で、直径約3～5 mmで、多くの小さなトゲが密集していることが多い。

サボテンの小さな巣とトゲ。画像出典: popsci.com

実際、これらの穂はサボテンの本物の葉ですが、極度に劣化しており、一般的な植物の葉とはまったく似ていません。これらの高度に特殊化した葉は草食動物に対する防御として機能し、水分の損失を防ぐのにも役立ちます。私たちがよく葉だと思っているものは、実はサボテンの肉質の茎に過ぎません。本葉がない場合、サボテンはこれらの肉質で平らな茎を利用して光合成を行います。

サボテンの葉はなぜ葉とは関係のない外観に退化するのでしょうか?これはサボテンが生息する環境から始めなければなりません。サボテンはアメリカ大陸原産で、ブラジル、パラグアイ、ウルグアイ、アルゼンチンの砂漠や乾燥地帯に広く分布しています。これらの地域は一年中暑く乾燥しており、降雨量も少ないです。葉の蒸散と水分損失を抑えるために、サボテンはこのような奇妙な姿に成長します。一言でまとめると、サボテンには葉ではない「葉」と、トゲではない「トゲ」があるということです。 「とげ」は葉が退化したものですが、茎は葉の形に成長します。

サボテンは乾燥した暑い環境で育ちます。画像クレジット: vermontpublic.org

パート2

棘は小さいですが、効果は絶大です。

サボテンの葉は光合成能力を失って退化してトゲになっていますが、諺にあるように存在には意味があり、このトゲにも人が予想しない機能があるのです。

前述のように、サボテンのトゲはサボテンにとって優れた鎧となり、草食動物から身を守るために使用できますが、その機能はこれに限定されません。小さなトゲも大きな用途があります。

下の写真は何だと思いますか?雪の結晶のように見えますか？

白い星のとげは雪の結晶のように見えます。画像出典: popsci.com

実は、これらはホワイトスター（マミラリア・プルモサ）と呼ばれるサボテンのトゲです。これらのトゲは、光を拡散させる光変調器として写真の傘のような役割を果たします。つまり、より広い範囲に光を広げることができるため、サボテンが日陰の場所で育ったとしても、光合成に十分な光を得ることができます。

また、サボテンのトゲには水を集める働きもあります。サボテンのトゲを顕微鏡で観察すると、一見滑らかに見えるトゲにも実は小さな棘がたくさんあることがわかります。これらのスパイクは水蒸気の凝縮を助けます。水蒸気が水滴に凝縮すると、サボテンのトゲに沿って土壌に滴り落ちます。これはサボテンが乾燥した環境に適応するための対策だと考えられます。

サボテンのトゲ 画像出典: popsci.com

防御や水を集めることに加えて、サボテンのトゲには他の用途もあります。サボテンを育てたことがある友人なら、サボテンの根茎は土に根を張り、新しい個体に成長する能力があることを知っているかもしれません。一部のサボテンの茎は折れやすく、肉質の茎のトゲを利用して通りすがりの動物にしがみつき、より遠くまで広がります。

ねえ、小さなトゲの中に植物の偉大な知恵が詰まっているんだよ。

パート3

厄介なトゲを抜いて

サボテンのトゲはサボテンにとっては様々な役割を持っていますが、私たち人間にとっては、この小さなトゲはとても厄介なものなのです。子どもの頃、好奇心からサボテンに触りました。その後、その棘を処理する過程で、私は「なぜ自分の手を制御できないのか？」と叫んだ。

もちろん、これらのトゲの攻撃は致命的ではありませんが、多くのサボテンのトゲの先端には棘があり、皮膚に刺さると皮膚を刺激したり、感染症を引き起こしたりする可能性があります。適切に処理せず、トゲの先端を取り除かなかった場合、長期間の痛みを引き起こす可能性があります。

サボテンのトゲの先端のとげ 画像出典: 参考文献 2

サボテンのトゲに刺されたときは、まずトゲにつながっている肉質の茎を取り除き、トゲの種類に応じて対処方法を決めるのが最善です。

サボテンのまっすぐなトゲは最も扱いやすいです。それらを引き抜くだけですべてうまくいきます。しかし、上記のようなとげのある槍のようなトゲが皮膚に刺さった場合は、より慎重な治療が必要です。消毒した針やピンセットを使って、残っているトゲを取り除いてみましょう。もちろん、テープなどの粘着物を使って棘を皮膚から引き抜くこともできます。この作業を口や歯を使って行おうとしないでください。小さなトゲが口の中に入ると、「大きな悲劇」につながる可能性があります。

しかし、サボテンのような植物の場合は、遠くから眺めるだけで十分ではないでしょうか？結局のところ、人々はすでに行動を通じて、私が非常に危険であり、私に近づかないように、さもないと不幸になるだろうと私たちに伝えています。

参考文献:

[1]マウスス、JD（2006）。高度に改変されたサボテン科植物のシュートにおける構造と機能の関係。植物学年報、98(5)、901-926。

[2]Liu, H.、Liu, S.、Jiao, J.、Lu, TJ、および Xu, F. (2017)。植物にとっての天然の生物物理学的バリアとしての毛状突起と、その生物学的にヒントを得た応用。ソフトマター、13(30)、5096-5106。

制作：中国科学普及協会

著者: EVEE (北京大学生命科学学院)

プロデューサー: 中国科学博覧会

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。

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