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2012年 12月 19日

モダマで染めてみたら

前ページの「マメの解剖」で書いたモダマ種皮の構造で、種皮を三層に分けた。
防水層、生物防御物質含有層、抱水分膨張層、それに種皮を約一周する栄養送管。
これらをまとめるにあたって、適当な既存の用語はないかと随分探した。
しかし、見つからなかったので仮に名前を付けておいた。
機能をそのまま表現した。
その中で、生物防御物質包含層と言うのは、種子が他の生物によって食べられない、
あるいは食べずらい、成分を含んでいると言う意味だ。
あんなに大きなマメだから、食べ易くて美味しかったら、動物や昆虫が競って食べ、
自然界ではすぐに消滅してしまう。

熱帯の森では、物質循環が活発だ。
葉っぱにしろ、実にしろ、ひとたび林床に落ちれば、シロアリがすぐに利用する。
直接食べてしまったり、一度、菌床にして、そこでキノコを栽培して、それを食べたりする。
イノシシだって、涎垂の想いだろう。
そこでモダマは、それらの外敵(?)から、自らの身(実)を守っている。
それが苦い物質であるタンニンを含んだ層だ。
タンニンは、防腐作用もあり、菌類に対しても効果を発揮する。
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写真は、カンボジアの森で撮影したシロアリの仲間。
兵隊アリが見張る中、働きアリが瞬く間に葉を食べてしまう。
周辺には、落ち葉が少なかった。

モダマの種皮は、とても「すぐれもの」だ。
防水加工と腐朽効果を兼ね備えている。
それ故、昔からヨーロッパでは、嗅タバコ入れやマッチ入れに使われたり、
中国では薬入れ、日本では印籠、根付などに加工されていた。
18世紀頃の品が現在でも残っている。

それはともかく、生物防御物質包含層と決めるにあたって、成分分析をしなければならない。
ところが、悲しいかな、個人では機器も無けば、機関に依頼する費用も無い。
そこで思いついたのが、モダマ種皮で染めてみること。
染まり具合(色相)で、色素のけんとうがつく。
タンニン類は、古くから染織に利用されている。
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写真のように、モダマを種皮だけにして染めてみた。
鉄媒染で染まった色は、よく使う椎に似ている。
椎はタンニン系の色素を含んでいるので、おおよその見当はついた。
でも、まだ、科学的な見解ではない。
そんな時、フランスのドミニク・カルドン女史が日本のMorinda (アカネ科ハナガサノキ属)の
色素分析をしたいということで、活水女子大の寺田先生から連絡があり、
元武庫川女子大の麓先生らにもサンプルを送ることになった。
麓先生は紫外分光光度計による分析をしていることは知っていたので、
これ幸いとMorinda のサンプルと共にモダマ種皮のサンプルも送って、分析を依頼した。
結果、「縮合型タンニンは280nmに極大吸収があり、260nmに極小吸収のあることが
知られておりますが、モダマの種皮成分の極大吸収が280,5nmであり、極小吸収は259nmで
ありますので、モダマには縮合型タンニンが含まれていることが証拠づけられました」
というお便りをいただきました。(麓先生、ありがとうございました)

はじめは、経験からの感でしかなかったが、どんぴしゃりと当たっていた。
さらに、これまでのモダマ観察から感を働かせると、
莢の表皮にもタンニンが含まれていると想像している。
モダマの莢は、1mあまりにもなり、二枚の表皮が自然に剥がれ落ちるのだから、
染材に使えば、有意義な資源になる。
多くの植物染料が、樹皮や根などを使用するが、その場合、植物自体の生命に関わるが、
熟せば自ら落とす莢の表皮であれば、モダマ自体には何の損傷もないし、
森で拾えば良いだけだから、楽でもある。
ただし、日本では南西諸島にしか自生しておらず、豊富に有るのは石垣島と西表島ぐらいな
ものだから利用範囲は限られている。
東南アジアでは、利用価値があるだろう。

by modama | 2012-12-19 16:39 | Comments(0)
2012年 12月 13日

マメの解剖

「マメ」と「解剖」という言葉はミスマッチだな~。
でも、間違った使い方ではないらしい。
「解剖」の意味を調べてみると「生体に切開等を加え解体し、構造や組織を観察すること」とある。
「マメ」は「種子」であり、生きているから「生体」であるし、切って中の組織を
観察すれば「解剖」と言う事になる。
どうやら自分の頭の中に「解剖」というイメージが、
「ゴム手袋をしてメスを握り、内臓を施術する」と決めてかかっているようだ。
「植物解剖学」という言葉もあるらしいから、マメを切って、その中を調べるのも
「解剖」なのであろう。

今年は、随分、モダマの解剖をした。
モダマの種皮を切開しても、内臓は出てこなかった。
あるのは、子葉と胚だけ、単純なものだ。
それでも生命が宿っている。生きている。
種子はひとたび眠りから覚めると、胚が子葉の栄養を得て成長をはじめる。
やがて、種皮を破って根を出し、ツルを伸ばす。
ツルはみるみる伸びて、どんどん成長する。
一粒の種子、マメ、モダマが、緑の葉を広げる。
何時見ても不思議に思う。まるで魔法か手品のようだ。

写真は、モダマEntada reticulata の種皮を取り除いた「中身」子葉と胚。
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マメ類の中には、発芽して双葉(子葉)を展開するものとしないものがある。
モダマは双葉を展開しない。
まるで二枚貝のように地面で子葉を少しだけ開き、その隙間から根とツルを出す。
学術的には「地下子葉性」と言うらしい。

さて、「何で、マメの解剖をしたのか」と言うと、
なかなか発芽しないモダマ種子が、どうやって、あの丈夫な種皮を破って芽を
だすのだろう、と思ったことがはじまり。
普通、私たちが身近に接しているマメ、大豆や小豆、ピーナッツの種皮は薄い。
時期が適切であれば、水に浸しておくだけで、皮が破れ根が出てくる。
写真は、大豆の発根。
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種皮も容易く破れそうだ。

ところがモダマの場合、前にも書いたが、なかなか水を吸わない。
吸水しない限り、種皮が破れ発芽はしない。
「いったい、どうなっているんだ」と誰でも思わないだろうか。
思わない人もいれば、思う人もいて、ただ思うだけの人もいれば、物好きにも「解剖」
までして調べる変人もいる。

そう、どうせ変人のすることだから、マメばかりではなく莢まで暴いてみせよう。
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写真は、まだ緑色のモダマ莢の断面。
中の種子は大きくなっているが、まだ、熟してはおらず子葉の間にも隙間は無い。
それでも、そろそろ莢から栄養をもらうのが終わる頃。
莢からの栄養は、動物の子供と同じようにヘソの緒を通して受け入れる。
種子の緒の付け根がヘソということになる。
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ところが、その付け根とは微妙な位置にある。
モダマ種子を見て、ヘソと思っていたのは実は間違えで、
その横にあり、緒が取れると見えなくなる。
実際のヘソは見えないのだが、その辺りをヘソと呼んでいたことになる。
まあ、どうでもいいか。
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緑色の莢の表皮が剥がれ落ちる頃になると、種子も少しずつ成熟して、
子葉の間に隙間が出来るようになる。
でも、すこし時間がかかる。この時期を後熟期間と考えている。
後熟している時は、まだ、子葉も完全には固まっていない。
子葉の間に隙間はあっても、種子は浮かない。
後熟が終わって、結果、種子に浮力が有るか無いか決定される。
写真の手前は、種子の断面、隙間は空いているが、子葉はまだ柔らかく、浮かない。
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発見!!

今年、沢山のモダマ種子を発芽させたり、解剖した。
観察に便利なラオス産Entada reticulata の種子を入手したからだ。
発芽処理法も思いつき、それで処理すると種子をさほど傷めず、2,3日で吸水がはじまる。
それらの様子を観察してきた。
それで、ある日、破れた種皮を見て・・・???
疑問を抱いたことがある。
まず、種子の破れる場所が決まっていること、そこには何か仕組みがあるはずだ。
幾つもの破れ目を観察した。
「なんだろう」と思ったものは、下の写真で見れる。
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実際の種子は、直径1cmぐらいで、水を吸うと2cmぐらいになる。
だから、もしかすると写真の方が実物よりも大きいかもしれない。
種皮の破れたところに紐のようなものが見えないだろうか。(下の方)
それが種皮を一周していて、それに沿って破れているように感じた。
そのことをきっかけにモダマ種子の解剖がはじまった。

いろいろ試してみるうち、吸水して種皮が破れる寸前が、種皮に厚みがあり見易いことが分かった。
普通の乾燥した種子では、ほとんど見えない。
充分に水分を含んで、厚くなった種皮・・・そう、そう、若い種子もそうであった。
石垣島に自生するEntada phaseoloides のまだ白い種子を莢の中から取り出して観察もした。
同じ組織が観察された。
まさか、種皮の中にこんな組織があるとは、それも普段は見られず、若い種子と吸水して
破れる寸前にだけ見られる事には変人以外気づくまい。
それが下の写真と図。
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写真の方は、成熟した種子が発芽寸前の状態なので、胚が成長している。
一方、図の方は、白く若い種子なので胚は、まだ、小さい。
micropyle そばのhilum から種皮を一周して、胚の近くまで達している組織、
栄養を送る組織であろうものが見られる。
それに沿って種皮は破れた。

これらが、今年、新たに知った知見である。
10月に学会で話をした。
写真や図は、その時のものである。

by modama | 2012-12-13 10:37 | Comments(0)
2012年 12月 03日

ヘソに灸をすえる(モダマ種子の発芽処理法)

モダマの種子は、そのまま土に埋めてもなかなか発芽しない。
あきらめて、すっかり忘れてしまった頃「あら!こんな所にツルが伸びてる」と気づく。
それも、1年後であったり、2年後であったりする。
しかし、ひとたび発芽して、ツルが伸び始めると成長は早い。
「ジャックとマメの木」のように一晩で、天まで届くとはいかないが、
みるみる1メートル程になって、葉の巻きヒゲで絡むものが無いと倒れてしまう。
葉の展開するのも遅いから、ヒョロヒョロで危なっかしい。

普通の種子は、適季に土に蒔いてやれば3日から1週間で、大概のものは発芽する。
モダマ種子の場合、硬実種子と言って、種皮が硬く、表面を吸水阻害層が覆っているため、
なかなか吸水しない。それだからこそ、長い間、海水に浸っていても種子の中の胚は
生きていられ、海流散布も可能なのだ。

別な見方をすれば、種子の中の水分が種皮の外に出ないため、長い期間、天候不順で
雨が降らなかったり、水に恵まれない環境にあっても生きながらえるのであろう。

人が観察・テストする時、や栽培しようとする時、自然に発芽するのを待っていたら、
時間ばかし浪費してしまう。

そこで、林業や農業の分野で栽培される硬実種子の発芽処理は、
これまでにいろいろ考案さてきた。
種皮の一部を傷付けたり、炎で炙ったり、酸に漬けたりする方法だ。

前に書いた、モダマ種子の海水耐性を調べる際にも、一ヶ月、二ヶ月、三ヶ月と
それぞれ、種子が健在かどうか確認しなければならなかった。
今回は三ヶ月まで、テストしてすべて発芽可能と分かったのだが、
実際は、もっと長い期間でも発芽率は落ちていくものの大丈夫であろうと思われる。

これまで、幾度と無く発芽を観察してきて、モダマ種子がヘソの辺りから、
吸水しているのを観察しているので、これまでの発芽処理法ではなく、
その辺りだけを処理して発芽させられるのではないかと考えていた。
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写真は、研磨法でヘソ両脇をヤスリがけして水に浸したもの。
Entada reticulata では、2~3日で吸水が始まる。一週間もすると種皮が破れ発根がはじまる。
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写真は、吸水のはじまり。
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吸水が、ヘソの部分の表皮がめくれあがって、ヘソの方からはじまっているのが分かる。
完全に水分が種子内にいきわたると、種子の直径は二倍程に成る。
そして、種皮が破れる。
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写真は、ヘソの部分を炎で炙ったもの。
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ヘソを炎で炙っても吸水ははじまるが、熱が強すぎて胚に影響を与え、発芽しないものもあった。
いろいろ試した結果、ヘソの部分だけに熱を加える「ヘソ灸法」を考えついた。
この方法は、Entada glandulosaやEntada reticulata など小型種子のモダマには、
とても有効であった。
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直径5mm程の銅棒の先を熱して、ヘソの部分に押し当てる。
今回の海水耐性のテストは、この方法で調べた。
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20個の種子をはじめ真水に、それから海水に浸し、ひと月ごとに発芽可能かテストした。
写真は、海水へ浸してから1ケ月後に5個を発芽処理して真水に浸し、種皮が破れ発芽した
もの4個をポットに植え、まだ、種皮が破れたばかしの種子1個。その他は、
まだ、海水に浸していて、その後、継続する種子15個。
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(じつは、これまでヘソと書いてきた部分の目に見えるのはmicropyleであって、
ヘソ緒のとれた部分(ヘソ)は、すぐ横にあるが見えない。とりあえず、あの辺を
ヘソと呼んでいる)

by modama | 2012-12-03 13:04 | Comments(3)
2012年 12月 01日

モダマ(チビモダマ)の系譜

通称チビモダマと呼ばれているのはアジアに産するEntada glandulosa,Entada reticulata,
Entada parvifolia の三種のことだ。その中でもフィリピンに分布するE parvifolia は「ヒメモダマ」と言う
和名がつけられている。他の二種には和名がないのと、これまであまり知られておらず、
区別も難しかったので、もっぱらチビモダマとして通称で扱われてきた。

日本の海岸(本州中部以南)に漂着するチビモダマに「チョコモダマ」「ドロップモダマ」と、
やはり通称が付けられていたが、ドロップ型の漂着モダマを2010年西表島で拾い蒔いたところ
発芽・成長した結果、E parvifolia であることが分かった。つまり、フィリピンにだけ産する種で
あるから、流出地がはっきりしたわけだ。一方、チョコモダマの方は、いまだ手がかりはない。
同種の地域個体群変異種子ではないかと想像しているが、まだ、確かめられていない。

今年三月にE reticulata の産地に行って種子を入手し、吸水、発芽、休眠、浮力等を調べ学界で
10月に発表したので、チビモダマの系譜について書いておこう。
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写真は左がタイ産E glandulosa,右がラオス産E reticulata,中央下がフィリピン・ブスアンガ島
産E parvifolia,共に種子の大きさは直径0,8~2,5cmぐらいと小さい。

アジアのモダマ種子では、この三種がもっとも小さい。アフリカ、中米には小型種子を着けるモダマ
はあるが、多くは潅木性でツル性ではない。
アジアにおける小型種子を付ける三種の系譜を調べることにした。
脇田、立石らがDNAによる系統解析をした結果、アジアにおけるこれら三種はいたって近縁で
あることが分かっている。それでは、どのように分化、分散していったのであろうか。

浮力テスト

一部が日本の海岸にも漂着することから、種子は水散布・海流散布するであろうことが予想される。
E parvifolia は、日本にも海流散布さているので種子に浮力のあることは立証済みである。
そこで、カンボジア産E glandulosaとラオス産E reticulata 種子を水に浸してみた。
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カンボジア産E glandulosa 種子の浮力は9,9%しかなく、浮いた種子の中には小葉(種皮の中身)が腐植しているものもあったので、ほぼ浮かないと考えてよいであろう。
ラオス産E reticulata は、83,5%の浮力があった。沈んだ種子を発芽させたところ、浮く種子より
も早く発芽した。これらは、ほぼ浮くと考えて良いであろう。
一方、タイで採集されたE reticulata の浮力テストで浮くものが14%という情報もある。
種子浮力は地域によって差があるのかも知れない。
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左の図は、E glandulosaとE reticulata の分布域である。
浮力を持たないE glandulosa は、タイ、カンボジア、ラオス、ベトナム、ミャンマー(一部は人為による持込もあるとして)に分布し、一方、その分布範囲内のラオス、カンボジア、タイの一部に
E reticulata は分布する。そして、種子は浮力を有する。
そこで、E reticulata の海水耐性を調べてみた。

○2012年5月25日、20個の種子を真水に浸す。(これは、分布地が海に面していないため)
○6月4日、20個とも海水へ浸す。
○7月3日、20個のうち5個を海水より取り出して、発芽処理(今回、考案した種子吸水法で、ヘソの部分に加熱する)
○7月5日、吸水はじまる。7月7日、4個の種皮が破れる。7月15日、5個目の種皮も破れた。
(その後、すべて発芽した)
○8月11日、海水中の残り15個中、10個を取り出し発芽処理した。8月12日、吸水きじまる。8月14日、3個の種皮破れる。8月15日、7個の種皮破る。
(その後、すべて発芽した)
○9月11日、海水に浸した最後の5個を取り出し、発芽処理した。
○9月15日、すべての種皮が破れた。
(海水耐性テストした20個の種子中、3個は発芽前に種子内部観察のため使用したが、残りすべてが発芽し、生育した)

このように真水で約10間、海水で3ケ月間浸っていても浮力に変化は無く、発芽能力のあることが分かった。

このテストから、現在、ラオス、カンボジア、タイに分布するE reticulata が(と言うか、その祖先種が)、古い時代に海流散布されてフィリピンへ渡り、長い年月をかけてE parvifolia に分化したのではないかと示唆された。
現在、フィリピン産E parvifolia は、種子が漂流して南西諸島の島々や本州中部以南の海岸にも黒潮の影響で流れ着いている。斉一説を持ってすれば、現在のフィリピン~南西諸島への種子漂着は、
過去において、同様に浮力、海水耐性を兼ね備えたE reticulata も、インドシナ半島~フィリピンへ漂流することは可能であったはずである。いや、もしかすれば、現在も行なわれているのかも知れない。c0023181_1175799.jpg

アジアにおける小型種子を着けるEntada 三種の系譜は、E glandulosa,E reticulata,E parvifolia
となるが、浮力の観点から考えるとEntada 属種子の浮力は、変化していることが窺える。
もし、Entada 属のオリジンをアフリカとすれば、浮力を得たEntada gigas,そしてEntada rheedii と引継ぎ、東のアジアへ伝播、大陸内部で、言わば陸封されたE rheedii sinohimalensis
が浮力を喪失、E rhedii は各地域で浮力率の違いを示している。
一方、島嶼へ分布を広げたE phaseoloidea は、高い浮力率を有している。

これらのことからモダマ種子の浮力喪失は、遺伝的なものだけでなく環境による選択も強く受けていることが示唆される。

そして、種子の浮力は長い年月の間に、獲得したり、喪失したりしてきたに違いない。
特に、モダマの種子浮力は、内部的に非常に微妙なバランスの上に成り立っている。
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写真は、E parvifolia の花と蕾、ツル。葉の形もE reticulata とよく似ている。
漂着種子を発芽させた際、実生苗のうちは、葉の形、枚数が定まらず種の確定は難しい。
少なくとも二年ぐらい成長しないと種の特色が分からない。
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E parvifolia の莢、節果間のくびれが無いのと、やや幅広である。
種子はE glandulosa がやや球形であるのに対し、E reticulataとE parvifolia はやや扁平である。
これまで見てきた種子の中には「チョコモダマ」風の形は無かった。

by modama | 2012-12-01 11:46 | Comments(0)