このサイトは、ほんの入り口です

ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ピーマンの たねは、どうして あんなに たくさん あるの?

中が空っぽのピーマンに、種はなぜあんなにたくさんあるのか

ピーマンの種の数は、実の育ち方とどう関わる?――受粉実験と野生トウガラシから考える

分野:生きもの

ピーマンを きると、なかは ほとんど からっぽです。それなのに、たねが たくさん ついて います。しかも、たべて いる のは、まだ じゅくして いない 実です。

どうして こんなに たくさん あるのでしょう。この じっけんでは、たねの かずが ふえるほど、実が おもく なる ようすが 見られました。でも、たねが おおい 実は、あとから さく 花の 実を そだちにくく する ことも ありました。この ページを よむと、たねの かずと 実の かんけいが わかります。

ピーマンを縦に切ると、中は空っぽなのに、種がたくさんついています。しかも、私たちが食べているのは、まだ熟していない実です。ある実験では、ばらつきはあるものの、受粉でできる種の数が増えるにつれて、実が重くなる傾向が見えました[2]。

では、種はなぜそんなに多いのでしょうか。種がなくても実は太れるのでしょうか。この記事を読むと、種の数と実の育ち方の関係、種のないピーマンの研究、野生のトウガラシの種の運ばれ方が分かります。

ピーマンは中が空洞なのに、種を多くつける。しかも流通する緑のピーマンは未熟果である。スイートペッパーの受粉実験では、ばらつきはあるものの、受粉でできる種の数が増えるほど、実の重さも増える傾向が見られた[2]。

では、種の多さと実の大きさは、どこまで結びついているのか。種のない実は育たないのか。野生のトウガラシの種は、そもそも何のために作られるのか。このメモを読むと、種の数と実の関係、受粉なしで太る系統の研究、野生種の種の運ばれ方が分かる。

読み方を切り替えられます。画面の上にある「よみかた」のボタンで、小学校低学年むけ・小学校高学年むけ・中学生むけの3つの書き方に切り替わります。むずかしいと思ったら、いつでもやさしい方に戻ってください。選んだ読み方はブラウザが覚えているので、次に別の記事を開いたときも同じ読み方で始まります。

1. ピーマンの なかは、どうして たねだらけ?

1. 空っぽの実に、種がぎっしり入っている

1. 食べているのは熟す前の実:ピーマンの正体

ピーマンを たてに きると、まんなかは ほとんど からっぽで、かべに たねが たくさん ついて います。

ふだん たべる 緑の ピーマンは、まだ じゅくして いない 実です。そのまま そだてて じゅくさせると、赤く なります。これが 赤ピーマンです[1]。

ピーマンは、からく ない トウガラシを、よい ものを えらびながら そだてて できた やさいです[1]。

では、あの たくさんの たねは、なんの ために あるのでしょう。

ピーマンを縦に切ると、中はほとんど空洞で、内側の壁に種がたくさんついています。

農畜産業振興機構(ALIC)の野菜情報によると、ピーマンは辛みのないトウガラシを品種改良した野菜です。市場に出回るのは緑色の未熟果が多く、そのまま完熟させると赤くなります。これが赤ピーマンです[1]。

緑は、実の一生の途中の姿

つまり、ふだん食べる緑のピーマンは、実が熟していく途中の姿です。種はもともと、熟したあとに次の世代へ旅立つためのものです。その種が、食べごろの実の中にもすでにたくさん入っています。

では、この種の多さには、どんな意味があるのでしょうか。種の数と実の大きさを結びつけた実験があります。

ピーマンを縦に切ると、内部は空洞で、内壁に多数の種がつく。ふだん口にするのは緑の実だが、これは完全に育ち切った姿ではない。

農畜産業振興機構(ALIC)の野菜情報は、ピーマンを辛みのないトウガラシの品種改良種とし、出回る実は緑の未熟果が多く、完熟させると赤くなってこれが赤ピーマンになる、と説明している[1]。つまり、緑のピーマンは熟す途中で収穫された実であり、種は本来、熟した後に株を離れて次の世代になるためのものだ。

ところが、その途中の実の中にも、種はすでに多く入っている。この多さは何を意味するのか。植物学の側には、種の数と実の育ち方を結びつけて調べた研究がある。

2. たねが おおいと、実は おもく なるの?

2. 実験では、種が多い実ほど重くなる傾向が見えた

2. 受粉で作られた種の数と、実の重さの関係

けんきゅうしゃが、ピーマンの なかまの あまい トウガラシで、じっけんを しました。めしべの さきに つける 花ふんの りょうを かえて、たねの かずを ちがう ものに したのです[2]。

すると、この じっけんでは、ばらつきは ありながらも、たねが おおい 実ほど、おもく なりました。

たねが 実を おもくして いるのかは、この じっけんだけでは きめられません。

では、たねは おおければ おおいほど、いいのでしょうか。

ピーマンの仲間のスイートペッパーを使い、受粉の花粉量を人が変えて、実にできる種の数を調整した実験があります。マルセリスたちが1997年に報告した研究です[2]。

種が増えると、実の重さも増える傾向があった

結果は、この実験ではばらつきはあるものの、種の数が増えるほど、1個の実の重さが増える傾向がある、というものでした。種が少ない実は軽く、種が多い実は重くなりやすかった、ということです[2]。

ただし、この実験は、めしべの先に付ける花粉の量を人が変えたものです。野生や畑で育つ株のすべてで、同じことが同じ形で起きるとまでは言えません。「種が実を育てている」と決めるのではなく、「種の数と実の重さに、はっきりした関係が見えた」という読み方が安全です。

種は多いほど良いのでしょうか。同じ研究が、もう一つの面を見せています。

種の数が実の大きさと結びつくなら、実験で確かめられるはずだ。それを行ったのが、マルセリスとバーン・ホフマン=エイヤーの1997年の研究(Annals of Botany)である。スイートペッパーを使い、柱頭に付ける花粉の量を変えることで、1個の実にできる種の数を人為的に変えた[2]。

その結果、この実験では、ばらつきはあるものの、種の数が増えるほど1個の実の重さが増える傾向が見えた[2]。

だが、条件には限りがある。花粉量を操作したのはこの実験だけの設定で、野生や圃場の株が自然に受粉したときも、同じ関係が同じ傾きで出るとは書けない。また、種の数と重さが連動していても、種が原因で実が大きくなるのか、実が大きくなる条件がそろうから種も多く入るのかは、この結果だけでは切り分けられない。

では、種が多ければ多いほど、植物にとって都合がよいのか。同じ研究の別の結果が、その見方に待ったをかける。

3. たねは、おおければ おおい ほど いいの?

3. 実がつくには足りる数があり、多すぎると次の花に響く

3. 着果に必要な種数と、あとから咲く花への抑制効果

ピーマンの 花が 実に なる ことを、「実が つく」と いいます。この けんきゅうでは、たねが すくない うちは、たねが ふえるほど 実が つきやすく なりました[2]。

でも、実が つくだけなら、50〜100つぶほどの たねで たりました。それより おおくても、つきやすさは あまり ふえませんでした。

むしろ、たねが おおいほど、あとから さく 花の 実が そだちにくく なる はたらきが つよく なりました[2]。

たねの おおい 大きな 実は、同じ 草の 中の つぎの 実に、えいきょうを だすようです。

では、たねが ない 実は、そだてないのでしょうか。

同じ研究で、実がつく(着果する)確率も調べられました。種の数が少ないうちは、種が増えるほど着果しやすくなりました。ところが、実がつくだけなら、50〜100粒ほどの種で足りたと報告されています[2]。種がそれ以上あっても、着果しやすさはあまり上がらなかったということです。

多くなると、次に咲く花に響く

むしろ、種が多い処理ほど、同じ株で後から咲く花の実がつくこと・育つことを抑える影響が強まりました[2]。

種が多い大きな実があると、同じ株の次の実の育ちに影響が出ることがあるようです。一つの株の中で、実どうしが影響し合っている様子が見えます。

ここまでの話では、種の数が実の重さを左右しています。では、種がなければ、実は太れないのでしょうか。

種が多ければ有利、とは言い切れない。同じ研究は、実がつく確率(着果率)も調べている。種数が少ない範囲では、種が増えるにつれて着果しやすくなったが、実がつくのに十分な種数は50〜100粒ほどで、それを超えても着果の確率は大きくは伸びなかった[2]。

そのうえ、種数が多い処理では、同じ株であとから咲く花の着果と果実の成長を抑える影響が強まった[2]。この実験からは、先に大きく育つ実が、同じ株の後続の実の育ちに影響を及ぼしうることが読み取れる。

ここから読めるのは、種の数が「多いほどよい」一方向の話ではない、という点である。実がつくための量と、実を大きく育てる量と、後続の実への影響とは、別々の要素として動いている。なお、50〜100粒という数字は論文の要旨に書かれた範囲で、品種や育て方によって変わりうる。

では、そもそも種が一粒もなくても、実は太れるのか。

4. たねが なくても、実は ふとれるの?

4. 種がなくても実が太る、受粉なしのピーマン

4. 単為結果:受粉なしで太る系統とホルモンの研究

じつは、花ふんが つかなくても 実が ふとる ピーマンの けいとうが あります。「たんいけっか」という せいしつです。

日本の けんきゅうでは、ピーマンの 実が つく ことと、ふとる ことには、「サイトカイニン」という 草の ホルモンが かかわる ことが わかりました。トマトとは、しくみが にて いませんでした[3]。

花ふんが なくても ふとる けいとうは、実を ふとらせる ちからは たかいのに、実を つける ちからは たかく ありませんでした[3]。

ピーマンの しゅるいを しらべた しりょうにも、「たねなしピーマン」の なまえが あります[1]。2015ねんの はっぴょうでは、たねの ない ピーマンなどの あたらしい ひんしゅが きたい されて いました[4]。

受粉しなくても実が太る性質を、単為結果といいます。科研費の研究(ピーマンの着果・果実肥大の生理・遺伝学的研究)では、ピーマンの実がつくこと、太ることに、植物ホルモンのサイトカイニンが関わり、そのしくみはトマトと似ていないことが示されました[3]。

太らせる力と、つける力は別物

受粉なしで太る系統CNPH2622は、実を太らせる力は高いものの、実をつける力は高くありませんでした[3]。つまり「実がつく」と「実が太る」は、同じ力ではなさそうです。

種のないピーマンへの期待

農研機構は2015年に、受粉なしで実が太る性質は、つぼみや花でオーキシンというホルモンが増えることで起きると発表しました。ナスで見つけた遺伝子のしくみは、トマトやピーマンでも確認され、種のないピーマンなどの新品種の開発が期待される、とされました[4]。これは2015年時点の期待で、実用の品種ができたと言っているわけではありません。ALICの資料には、すでに種なしピーマンという品種の名前も出てきます[1]。

種がなくても太る道があるなら、種は本来、何のためにあるのでしょうか。

種がなくても太る実は作れるのか。受粉なしで果実が肥大する性質は単為結果と呼ばれ、ピーマンでも研究が進んでいる。

科研費の研究課題「ピーマンの着果・果実肥大の生理・遺伝学的研究」は、ピーマンの着果と果実肥大に植物ホルモンのサイトカイニンが関わり、その様子がトマトとは似ていないことを示した。さらに、受粉なしで太る系統CNPH2622は、果実を肥大させる力が高い一方、着果させる力は高くなかった[3]。このため、「実をつける力」と「実を太らせる力」は、植物のなかで別々に調整されている可能性がある。

農研機構は2015年に、単為結果性がつぼみや花でオーキシンというホルモンを増やすことで起き、ナスで見つけた遺伝子のしくみがトマトとピーマンでも確認されたと発表し、種のないピーマンなど新品種の開発に期待を示した[4]。ただし、これは研究成果の発表時点の「期待」にとどまり、実用品種がこの技術で作られたという意味ではない。なお、ALICの資料には、すでに種なしピーマンが品種の一つとして挙がっている[1]。

種がなくても実が太る道があるなら、ふつうの実の種は本来、どんな役目で作られているのか。次は、野生のトウガラシに目を向ける。

5. たねを はこぶのは だれ?

5. 野生のトウガラシの実を持ち去ったのは、昼間の鳥だけだった

5. 野生トウガラシの種子散布:実を持ち去る鳥と、カプサイシンの役割

たねは、そのまま ほうって おくと、おやの 草の そばに おちる だけです。とおくへ いくには、だれかに はこんで もらう ひつようが あります。

やせいの トウガラシでは、実を もって いくのは、ひるまの 鳥だけでした[6]。

トウガラシの からさは、「カプサイシン」と いう ものの はたらきです。ネズミのように たねを かみくだく 動物を、からさで とおざける ことが あります。でも 鳥は へいきで、たねを はこんで くれます。これは この けんきゅうで しらべた トウガラシの 話です[5]。

ただし、ピーマンは からく ない トウガラシです。この 話は やせいの トウガラシの こと です。

野生のトウガラシで、実がどう扱われるかを観察した研究があります。研究者が、野生の2種のトウガラシの実を野外でビデオに撮ると、実を持ち去ったのは昼間の鳥だけでした[6]。

辛みは、種を運ぶ鳥をじゃましない

トウガラシの辛みはカプサイシンによるものです。テュークスベリーとナーバンの2001年の論文は、カプサイシンが、種をかみくだいてしまうネズミなどの哺乳類を遠ざけることがあり、種を運ぶ鳥のじゃまはしない、「選んで防ぐ」しくみだと、この研究の対象では説明しています[5]。

ビデオ観察の研究では、実の中の脂質の割合も測られ、鳥を引きつける特徴の一つとされています[6]。

ただし、ピーマンは辛みのない品種です。畑で育つピーマンの種を誰がどう運ぶのかは、今回読んだ資料には出てきません。野生トウガラシの話と、ピーマンの話は、分けて読む必要があります。

種が多い理由を考えるには、種が本来、何をするためにあるのかを見る必要がある。野生のトウガラシでは、種子の散布が重要な意味を持つ。

リーヴィらの2006年の野外実験(Oecologia)は、野生の2種のトウガラシの実にビデオカメラを向け、実を持ち去る動物を調べた。実の持ち去りは、ネズミなどの齧歯類が活動しない昼間にほぼ集中しており、持ち去ったのは昼間の鳥だけだった[6]。実の脂質の割合は、Capsicum chacoenseで35%、C. annuumで24%と測られ、この高い脂質は、種を運ぶ鳥を引きつける特徴とされる[6]。この24%は野生の実の脂質の値で、ピーマンの値ではない。

一方、テュークスベリーとナーバンの2001年の論文(Nature)は、カプサイシンが種を壊してしまう脊椎動物の捕食者(ネズミなど)を遠ざけることがあり、種をより効果的に運ぶ鳥の邪魔はしない、とする「選んで防ぐ」しくみを示した[5]。ここでいう辛みは野生種の話である。

ここで注意したいのは、ピーマンが辛みのない品種だという点である。野生のトウガラシで見えた種の運ばれ方を、畑のピーマンにそのまま当てはめることはできない。畑のピーマンの種が誰にどう運ばれるかは、今回の資料には出てこない。

6. たねを かぞえて、まとめて みよう

6. 家のピーマンで、種の数と実の重さを比べてみる

6. 種の数を数え、実験との差を考える

おうちの 人に、ピーマンを 3こ くらい たてに きって もらおう。ほうちょうは、おとなが つかいます。

たねを とりだして、10つぶずつ 小さな おさらに ならべると、かぞえやすく なります。

たねの かずと、実の おおきさを くらべて みよう。たねの おおい 実は、おおきい かな。

けんきゅうと 同じ けっかに なるかは、わかりません。ピーマンは 1こずつ ちがう からです。ちがった ときも、「なぜ かな」と かんがえると、おもしろく なります。

家のピーマンで、研究と同じような比べ方を試せます。

切って、数えて、重さをはかる

ピーマンを3個ほど用意し、大人に縦に切ってもらいます。包丁は大人が使います。種を取り出して、10粒ずつ小皿に並べると数えやすくなります。キッチンスケールがあれば、種を除いた実の重さもはかります。

種の数を横に、実の重さを縦にしたグラフを、手書きで作ります。点が右上がりに並ぶか、ばらばらかを見てみます。

実験との違いを考える

マルセリスたちの実験は、花粉の量を変えて種の数をそろえたものでした。家のピーマンは、育った株も、実がついた時期も違います。右上がりにならなくても、実験が間違っていたとは言えません。ならなかった理由を考えるのも、一つの観察です。

原典を読むなら

日本語で読める資料は、ALICの野菜情報、科研費のピーマンの研究課題、農研機構の2015年の研究成果です。出典欄に載せました。

家庭のピーマンで、論文の結果と比べる観察ができる。

観察:ピーマンを3個ほど、大人に縦に切ってもらい(包丁は大人が使う)、種を取り出して10粒ずつ小皿に並べて数える。種を除いた実の重さを、キッチンスケールがあれば量る。種の数を横軸、重さを縦軸にした点を打つと、右上がりになるか、ばらつくかが見える。

比較:マルセリスたちの実験は、花粉の量を変えて種の数を人為的に変えたものだった。家のピーマンは、株も着果した時期も育て方も違う。そのため、右上がりにならなかったとしても、論文の結果と食いちがうとは言えない。条件がそろっていない比較で何が言えて何が言えないかを考えることが、この観察のいちばんの収穫になる。

原典は、ALIC野菜情報(ピーマン)、科研費課題24580048、農研機構の2015年5月号の研究成果、Marcelis and Hofman-Eijer(1997)、Tewksbury and Nabhan(2001)、Levey et al.(2006)である。まずは家のピーマンで種の数と重さを比べ、気になった研究は出典欄の日本語資料から読んでみよう。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文は、ここにある資料の内容を自分の言葉で言いかえたものです。研究の数字は特定の実験・特定の種類での結果で、野生と畑のすべてに当てはまるとは限りません。

  1. 農畜産業振興機構(ALIC) 野菜情報(ピーマン) https://www.alic.go.jp/content/001286638.pdf (未熟果と完熟果・種なしピーマンの品種)
  2. Marcelis LFM, Hofman-Eijer LRB. 1997. Annals of Botany 79(6):687 https://academic.oup.com/aob/article-abstract/79/6/687/2587639 (種の数と実の重さ・着果の実験)
  3. 科研費 KAKEN 24580048「ピーマンの着果・果実肥大の生理・遺伝学的研究」 https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24580048 (ホルモンと受粉なしで太る系統)
  4. 農研機構 研究成果(2015年5月号) https://www.affrc.maff.go.jp/docs/pdf/2015_05.pdf (受粉なしで太る性質と種のないピーマンへの期待)
  5. Tewksbury JJ, Nabhan GP. 2001. Nature 412:403-404 https://ideas.repec.org/a/nat/nature/v412y2001i6845d10.1038_35086653.html (カプサイシンと「選んで防ぐ」しくみ)
  6. Levey DJ et al. 2006. Oecologia https://pure.psu.edu/en/publications/a-field-test-of-the-directed-deterrence-hypothesis-in-two-species/ (野生トウガラシの実を持ち去る鳥)

なおした ところ

更新履歴

更新履歴(改版の記録)

  •  初版を公開。
  •  安全のための注意書きを直した(1章の書き出しと、6章のピーマンを切る観察)。理由: 包丁は子どもが使わず、大人に切ってもらうと分かるようにするため。

このサイトでは、公開した記事の本文は原則として書き直しません。誤りが見つかったときや、内容が古くなったときだけ手を入れ、その理由をこの欄に残します。