9回の講義では、光合成により作られた産物がどのように転流され、あるいは貯蔵されるのかについて解説しました。Q:授業の中で、光合成産物を貯蔵するシンクの例として芋が挙げられました。僕は植物がなぜ芋という存在を作りだしたのか疑問に思いました。植物がこのような事をするのは大体が繁殖のためだと思い考えてみると、まず何のためにデンプンをためるのかということを考えました。使うためなのですが、いつどのようにして使うのでしょうか。ジャガイモからは芽が出ます。その芽を成長させるためにデンプンを使うと思うのですが、普通の植物の種にはこんなデンプンの塊は付いていません。デンプンの塊が付いている理由には以下の2つが考えられます。1.養分が極端に少ないところで繁栄するために進化した2.人間に食べられて必要なものだと思わせて滅びないようにするために進化した1について調べてみると、ジャガイモの発祥の地はペルーの南部ということでしたがここが養分の少ない地なのかどうかはわかりませんでした。キャッサバの多くはアフリカなどの砂漠地域で作られていることは仮説を強めてくれる情報だと思います。2については調べようがありませんが少し人間中心の考え方でしょうか。A:1については、種子の大きさを考えてみることが重要です。種子によっては、ほこりのように小さくて何も栄養素を持っていなさそうに思えるものと、ソラマメなどのように大きくていろいろ貯めていそうなものがあります。それぞれ、どのようなメリット・デメリットがあるのだと思いますか?イモは、いわば大きなタイプの種子の究極の姿として考えることができますよね。2の方については、一番大事なところを食べさせるという戦略はあまり得ではないように思います。種子の周りにおいしい部分を作って、食べられることによって種子の散布を動物にやらせるという戦略はありますが、繁殖の手段自体を食べられてしまったら元も子もありませんよね。Q:植物はソースとシンクにより光合成産物を輸送している。これは圧流説で浸透圧を利用しているものだとなっている。人間などの動物は心臓をポンプとして血液を身体中に送りだしている。植物はこのような手段を用いているのだろうか。心臓のような器官を用いる難点としてはその器官をわざわざ持たなければならないことやその器官が停止してしまう危険に対して対応できなければならないと考えられる。動物は行動することができるので危険から逃げることができるが、植物は行動できないのでなるべく余分な器官を持たない方がいいのかもしれない。器官を動かすためのエネルギーを減らすことも関係あるとも考えられる。A:これについては、輸送される速度を比較してみる必要があるでしょう。篩管中を単に拡散によって糖が異動するのに比べれば、圧流説によって篩管液が動くスピードは非常に大きいことになりますが、血液の循環速度に比べるとやはり遅いと思います。その速度の差は、動物と植物の生き方にとってきわめて象徴的な気がします。Q:今回の授業ではさまざまな光合成の産物を学んだが、その中でセルロースについて考えてみた。セルロースは樹木の幹の成分であり物理的な補強になっているとのことであった。草などの場合は一見して幹はないように見え、樹木に比べると物理的な補強はなされていないように思う。植物の違いによって、このような違いがあるのか疑問に思った。自分はその理由は植物の寿命にあると思う。木化に関わる物質としてリグニンがある。一次細胞壁の隅からリグニンの堆積が始まり、中層・細胞間隙へと広がる現象のことである。植物をより強く補強しようと思えば、それだけの時間がかかると思われる。よって、草などの植物は補強される前に寿命がきてしまうのではないかと思われる。逆に言うと、樹木ほど長い時間を生きるのでなければ、生命活動の危機に直面する回数も少なくなるので、物理的な補強をする必要性が減るとも言える。木化して強固にするということはエネルギーを消費することでもあると思うので、寿命が短い植物においては、木化に大きなエネルギーを消費するより、成長などの他のことに消費したほうが効率的であるとも考えられる。以上のことから、植物の寿命によって物理的な補強の具合が異なると思われ、また、木化は植物が長期的に生きるための仕組みであるとも言えると思う。2027p.A:光合成生物はエネルギーと有機物を、光と水と二酸化炭素から自前で作りだすことができます。ほかに窒素をたくさん含みますから、根からの窒素供給が少ない状況では高くつきます。その意味で、動物と比較した場合、セルロースは手に入りやすい安い材料であるといえます。植物の中で、木と草が異なる戦略をとっているという点では、このレポートに書かれたとおりでしょう。Q:セルロースは地球上でもっとも多く存在する有機物であり、これを有効利用したいと思いは昔からあったと思いますし、私にもありました。セルロースはもともと物理的強度を高くするために作られたもので、化学的に分解するのが容易ではないことも事実です。授業ではセルロースを分解してエネルギーを得る例外的な生物としてシロアリが挙げられました。シロアリはセルロースを分解できる細菌を共生させていることを学びました。シロアリについて調べてみると、シロアリ自身もセルロースを分解する酵素(セルラーゼ)を作っていることがわかりました(ほかにセルロースを利用している動物に牛などの反芻動物が挙げられますが、これらの動物は微生物を共生させているそうです)。そこで、生物のこのような力を見習って、あるいは利用してセルロースを人工的に有効活用するための方法を考えると、1)シロアリのセルラーゼ生成のメカニズムを応用して人工的にセルラーゼを合成する2)微生物を飼育してセルロースを分解させ、分解した産物を抽出するなどの方法が考えられます。現在セルロースが有効活用されていないことを考えると、これらの方法には何らかの問題があるのかもしれません。