紅葉の仕組みとは？色が変わるメカニズムは色素が関係

ecotopia編集部
2019年10月16日

私たちを取り巻く自然は、季節によって様々な美しさを見ることができます。その中でも、秋の美しい自然と言えば「紅葉」ではないでしょうか。

青い葉が秋になると、黄色や赤に変化するのは、とても神秘的ですが、そもそもなぜ色が変わるのでしょうか。紅葉の仕組みや、人気の紅葉スポットをご紹介します。

秋になると紅葉する仕組みは？色素のメカニズムを解説

秋になると葉の色が変化する紅葉は、何のために起こる現象なのでしょうか。また、赤色や黄色と色が違うことには意味があるのでしょうか。紅葉の仕組みを考えてみましょう。

紅葉は葉を落とす準備だった？

まず、なぜ秋になると木は葉を紅葉させるのでしょうか。それは葉を落とすために準備をしているからです。木の葉は春夏のような暖かい時期に、多くの日光を浴びて葉緑体から栄養分を生み出す光合成を行います。

しかし、秋になって寒くなり始めると、光合成によって生み出すエネルギーが減ってしまい、葉を維持するだけの力が確保できなくなってしまいます。そのため、木は葉を落としてエネルギーを節約するのですが、その過程で紅葉が起こるのです。

葉が緑に見える仕組みはクロロフィル

そもそも、植物の葉がなぜ緑色なのか考えたことはあるでしょうか。植物の葉は、日中に二酸化炭素や水、光を使って養分と酵素を作っています。それが光合成です。

光合成の際は、植物細胞の中で光を効率よく吸収するためにクロロフィルが働いています。このクロロフィルは葉緑素という色素で、光の3原色のうち、青と赤を吸収し、緑を反射することから、植物は緑に見えるのです。そして、このクロロフィルの変化が紅葉の仕組みに大きく関わっています。

黄色に染まる仕組みはカロチノイドが関係

葉が緑から黄色へと紅葉する仕組みは、葉緑素である緑色のクロロフィルと、光合成をサポートするカロチノイドという黄色の色素が原因となっています。寒くなって葉が光合成をやめると、葉緑素であるクロロフィルが減少し、分解されて緑色の色素が薄くなります。すると、カロチノイドが持つ黄色い色素が目立つことになり、黄色く紅葉するのです。

赤く染まる仕組みはアントシアニンが関係

紅葉は黄色を経て、さらに赤く染まりますが、その仕組みはアントシアニンという色素が関係しています。木はクロロフィルを分解する過程で、水分や養分が行き来する道を塞ぐために、葉っぱの根元に離層という壁を作ります。

しかし、離層が作られた後も葉に残ったわずかなクロロフィルは、光合成を続けデンプンなどの養分を作り続けます。離層によって行き場を失ったデンプンは、分解されて糖になりますが、その中の酵素が日光にあたって反応すると、赤色の色素であるアントシアニンを作り出すのです。

紅葉が美しく変化するメカニズムは？

紅葉が美しく色付くには、どのような条件が必要なのでしょうか。急に冷え込むよう時期に木の葉は変化します。徐々に寒くなるような環境よりは、急激に気温が落ちる方が美しく紅葉すると言われています。具体的には最低気温が5度以下の日が続くような時期です。

そして、アントシアニンは光によって作られるため、日の当たる場所が適切です。さらに、空中に適度な湿度があることも大事だと言われています。川沿いや湖畔に湖畔の名所が多いのは、これが関係していると考えられます。

全国の人気紅葉スポット5選

紅葉のメカニズムを知ると、ますます秋の美しい色を味わいたい、と思わないでしょうか。そこで、全国の人気紅葉スポット5選をご紹介します。

新潟の苗場ドラゴンドラ

新潟の紅葉と言えば、苗場高原から田原高原をつなぐ、苗場ドラゴンドラから見る景色でしょう。プリンスホテルが運営するこのゴンドラは、片道で約5.5キロという日本最長を誇り、25分に渡って紅葉を楽しめます。見所は黄金色に紅葉するカラマツだけでなく、雄大な二居湖も見渡せることです。

滋賀のメタセコイア並木

滋賀県の自然体験交流施設である「マキノ高原」までに至る道、滋賀県道287号小荒路牧野沢線では、全長2.4キロのメタセコイア並木があります。約500本の円錐形の木が道の両側に並び、すべて紅葉した様子はあまりに美しく、ぜひこんな道をドライブしてみたいと思ってしまいます。メタセコイア並木は秋だけでなく、春も夏も冬も美しい光景が見られることで有名です。