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2011年9月 4日 (日)

花の色はいろいろ

■花の色は色素から

 赤・黄・緑・青・紫・白など、花には実にさまざまな色があります。ひとくちに花の色と言っても、花弁の色や萼の色だったりしますが、花の色はそれらの器官の細胞に含まれる色素によって異なります。

Photo

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 私たちが見ている花の色は、次の図のように、太陽や電灯の光が花に当たったときに、色素に吸収されずに花の表面で反射する可視光線の色で決まります。 

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 ところで、白い花には色素がほとんど含まれていません。花の細胞と細胞の間には気泡がたくさん存在しています。光を吸収する色素がほとんどなく、気泡が光を乱反射させるため白色になるのです。ただし、ヒトには白色に見えても、昆虫には認識できる色素を含んだ白い花もあります。

■植物の代表的な色素は4種類

 植物がもつ代表的な色素は、フラボノイドカロテノイドベタレインクロロフィル(葉緑素)の 4 つに分類できます。この 4 つの分類名はそれぞれ化学構造が似ている色素化合物の総称です。

 フラボノイドは黄色から青色まで幅広いさまざまなな色を出す色素の仲間で、7000 種類以上の化合物があることが知られています。多くの植物がフラボノイド系の色素を持っていますが、花の色を決める代表的な色素はフラボノイド系のなかでもアントシアニンと呼ばれる化合物群で、その化学構造の違いが、花の色の違いとして現れます。

 また、アントシアニンは pH(水素イオン指数)が変化すると、色が変化するという性質があります。一般に pH が小さい酸性では赤色、pH が大きいアルカリ性では青色となります。まるでリトマス試験紙のように色が変化します。

 カロテノイドは黄色から橙色、赤色の範囲の色を出す色素の仲間です。フラボノイドも黄色を出しますが、黄色い花の多くはカロテノイドによるものです。品種改良によってカロテノイドとアントシアニンを組み合わせた花を作ると、花の色を微妙に変化させることができます。

 ベタレインは黄色から紫色を出す色素の仲間です。ベタレインはマツバボタンやサボテンなど一部の植物のみが持つ色素です。これらの花はベタレインで赤色や紫色を出します。

 クロロフィルは緑色を出す色素で、植物の葉や茎にたくさん含まれています。花はつぼみのときにはクロロフィルを多く含んでいるので緑色をしています。花が咲く時期になると、フラボノイドやカロテノイドがどんどん作られるようになるにつれて、クロロフィルが急速に少なくなります。そのため、緑色が失われて、花の色が赤色や黄色となります。ただし、カーネーションのラ・フランスのように、クロロフィルが完全に消えずに、緑色の花を咲かせるものもあります。

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アントシアニンの化学構造と色の関係
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■アジサイの色が変化するのは

 アジサイの花の色は青色や赤色をしています。同じ株の花なのに色が違っていたり、咲いている間に色が変化したりします。次の写真のアジサイも手前と奧の花の色が違います。

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 アジサイに含まれているアントシアニンはデルフィニジンという化合物です。アジサイの色は土壌が酸性だと青色、アルカリ性だと赤色になることが知られています。これは前項の説明とは逆で、アジサイの花の色は pH だけで決まらないことを意味しています。

 アジサイの花の色を左右する重要な物質は土壌中に含まれるアルミニウムです。デルフィニジンはアルミニウムと結びつくと、青くなる性質があります。つまり、アジサイは、土壌からアルミニウムを吸収すると青くなり、アルミニウムを吸収しないと赤くなるわけです。

 土壌が酸性ということは、土壌中のアルミニウムがイオンとして溶け出しやすいことを意味しています。このとき、アジサイはアルミニウムを吸収することができますから、青色となります。日本の土壌は酸性でアルミニウムイオンが多いので、アジサイの花の色は青くなりやすい傾向にあります。また、花に含まれる補助色素がアジサイの色を決める重要な役割をしています。補助色素が少ないと、アジサイがアルミニウムを吸収しても、青色になりません。

 同じ株に咲いているのに色の違う花をつけるのは、アジサイの根が四方八方に広がっているからです。根が吸収するアルミニウムの量によって、色が変わってくるのです。

 また、同じアジサイの色が咲いているうちに変化していくのはクロロフィルや補助色素の量、アルミニウムの量、細胞中の pH の変化などによるものと考えられています。

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