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陸上植物がクロロフィル a と b だけを持つ理由 ~光の性質を生かした栽培技術の応用に期待~

2018/07/11

植物は、太陽光を葉緑体に含まれるクロロフィルなどの光合成色素で吸収して電気エネルギー に変換することで光合成を行っています。光合成は陸上だけでなく、海の中でも盛んに行われて います。海洋の光合成生物はクロロフィル a、b、c、d、f やフィコビリンなどのさまざまな光合 成色素を利用していますが、陸上植物が利用しているクロロフィルは、a と b だけです。陸上植 物は水中の緑藻の仲間から進化してきたことが知られていますが、その過程でどのような理由で 光合成色素が選択されてきたのかはよく分かっていませんでした。

九州大学農学研究院の久米篤教授、筑波大学生命環境系の奈佐原顕郎准教授、秋津朋子研究員 らの研究グループは、太陽光のエネルギー分布スペクトル、すなわち太陽光の色の精密測定を行 い、光合成色素の吸収スペクトルと比較解析することでその謎を探りました。その結果、クロロ フィル a と b の組み合わせは相補的に働き、強い光から弱い光まで上手く利用することができる のに対して、水中の生物のみが利用するクロロフィル c や d は、陸上の太陽光スペクトルにはう まく適応していないことがわかりました。つまり、陸上植物は、地上の光環境に適したクロロフ ィル a と b の組み合わせだけを利用するようになったのです。

 

図 クロロフィルの太陽光吸収効率。晴天日と曇天日 の正午の太陽光について、エネルギー単位と光量 子単位で吸収効率を比較している。クロロフィル a の吸収効率は常に最も低く、クロロフィルbは 最も高い。この 2 つが組み合わさって、光吸収タ ンパク複合体が形成されている。

 

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