オジギソウがおじぎをする仕組みと理由を解明

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以前の記事にて、マメ科の植物は根粒菌と共生することで、空気中の窒素を土に還す数少ない植物であることをまとめていきました。

  

そんなマメ科の植物の中に、葉に衝撃が加わると不思議な挙動をする“オジギソウ”が存在します。

  

  

大昔から自然界に存在しているオジギソウですが、今まで何がきっかけで葉が閉じるのかなぜ閉じるように進化してきたのかなど、不明なことが多い植物でもありました。

  

2022年11月14日、Nature Communicationsに「Mimosa pudica(オジギソウ)はカルシウムを介した素早い動きによって、草食の昆虫から身を守る」という旨の論文が発表されました。

  

今回は埼玉大学大学院理工学研究科が発表したこの論文を基に、オジギソウの葉が閉じる理由についてまとめていきたいと思います。

  

  

カルシウムイオンを介しておじぎする

研究では、オジギソウはカルシウム(Ca2+)を介した電気的な信号を送ることで葉を閉じることが分かりました。

  

蛍光バイオセンサーで反応を可視化したカルシウムイオンを体内に持つオジギソウを育て、様子を観察することで、オジギソウの仕組みが明らかになりました。

  

Calcium-mediated rapid movements defend against herbivorous insects in Mimosa pudica より

  

葉に衝撃を与えると、葉枕(運動を司る組織)でCa2+のシグナルが発生し、葉が閉じていきました。

  

Calcium-mediated rapid movements defend against herbivorous insects in Mimosa pudica より

  

衝撃を与えてから約2.5秒でシグナルが発生し、その後1秒ほどで葉が閉じはじめました。

  

Calcium-mediated rapid movements defend against herbivorous insects in Mimosa pudica より

  

Ca2+の濃度が低い場所では、反応が鈍ることや、Ca2+を阻害する薬剤を使うと葉が閉じなくなるため、おじぎ運動にはCa2+が必要であることが分かりました。

  

  

虫から身を守るためにおじぎする

続けて、研究チームはおじぎをしないオジギソウを育て、普通のオジギソウと同じ場所で、草食昆虫の行動の様子を記録しました。

  

Calcium-mediated rapid movements defend against herbivorous insects in Mimosa pudica より

  

結果、おじぎをしないオジギソウは、普通のオジギソウの倍近く食べられていたことが分かります。

  

これは、オジギソウが葉を閉じることで、足場をなくしたり、足を挟むなどをして、昆虫が避けていくような作用があるものと考えられます。

  

これらのことからオジギソウがおじぎをする理由は、昆虫から身を守るためだと結論付けられました。

  

  

終わりに

カルシウムイオンは多くの動植物の神経伝達の媒介となっています。

  

オジギソウの葉が閉じるのにもその仕組みが使われていたのですね。

  

センサーのようにシグナルが発生する様は、まるで機械のようですね。

 

ちなみにバッタが蛍光マーカーをつけたかのように光っているのは、元から蛍光性だからだそうです。

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