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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。

れんこんの あなは、どこまで つながって いるの?

れんこんの穴は、泥の中からどこへ続いているのか

れんこんの穴を通る空気は、なぜ向きが変わるのか

分野:生きもの

れんこんの 切り口に ならぶ、ちいさな 穴あな。この 穴あなは、池の 水の 上に ひろがる 大きな 葉の 穴あなまで、つながって いる、と いわれて います[2]。れんこんは 泥どろの 中に いるのに、どうやって いきを して いるのでしょう。

この メモを 読むと、穴あなの やくわりと、葉との つながりが わかります。それから、「穴あなは 10こ」と いう はなしが 本当か どうかも わかります。

スーパーで買ったれんこんの穴は、池の水面に広がる大きな葉の穴まで、管でつながっているといわれます[2]。泥の中にいる茎が、空の下の葉と、空気の道でつながっているのです。

では、れんこんはなぜ、わざわざ穴をあけているのでしょうか。「穴は10個」という話は本当なのでしょうか。この記事を読むと、穴の役目、葉までのつながり、空気の流れについて研究で分かってきたこと、穴の数の実際が分かります。

れんこんの穴は、泥の中の地下茎から、水面の葉の穴まで、空気の管でつながっているとされる[2]。泥の中の茎が、空気のある地上と一本の道で結ばれているわけだ。穴の数も、よく言われる「10個」と決まっているわけではない[1]。

ところが、ハスの葉が昼に気孔を閉じると、葉柄の中の空気の流れが一時的に逆向きになる、と報告されている[4]。ハスはその流れをどう調節しているのか。気体の圧力を測った論文の要旨や、葉の気孔を調べた研究を読み比べると、一般向けの解説の「若い葉から入り、古い葉から出る」という説明より、流れが複雑らしいことが分かる。

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1. れんこんの 穴あなは、かぞえると 10こ なの?

1. 輪切りの穴は、いつも10個なのか

1. 「10個」という数え方と、地下茎の断面に見える穴

れんこんを わぎりに すると、まんなかに ちいさな 穴あな、まわりに 大きな 穴あなが ならんで います。「ぜんぶで 10こ」と いわれる ことが ありますが、いつも 10こと は かぎりません[1]。穴あなの かずや ならびかたは、れんこんごとに ちがいます。

それから、れんこんは 「ね」では ありません。泥どろの 中を よこに のびる 地下茎ちかけいが、ふくらんだ ところです[1]。その 中の 穴あなは、空気を おくる パイプの やくめを して います[1]。

でも、泥どろの 中で、なぜ 空気の パイプが いるのでしょう。

れんこんを輪切りにすると、まん中に小さな穴、そのまわりに大きな穴が並んで見えます。「中央に1個、周囲に9個で、全部で10個」と言われることがありますが、食べ物図鑑(nippon.com)は、必ずしも10個ではないものも多いと述べています[1]。穴の数や並び方は、れんこん一本ごとにちがいます。

数が決まっていないなら、穴は数えるための模様ではなく、何かの役目のための仕掛けだと考えるほうが自然です。そもそも、れんこんは根ではありません。泥の中を横にのびる地下茎が、ふくらんだ部分です[1]。その穴は、空気を送るパイプの役目をしているといいます[1]。

なぜ、泥の中の茎に、空気のパイプが必要なのでしょうか。

れんこんを輪切りにして、穴を数えたことのある人は多いだろう。「中央に1個、周囲に9個の計10個」と言われることがあるが、食べ物図鑑(nippon.com)は、必ずしも10個ではないものも多いと述べる[1]。穴の数や並び方には個体差がある。

「10個」と決まっているわけではない。穴の数は、何のためにあるのだろう。そもそも、れんこんは根ではない。泥の中を横にのびる地下茎がふくらんだ部分で[1]、穴は空気を送るパイプの役目をする[1]。

では、なぜ泥の中の地下茎に、空気のパイプが要るのか。

2. 泥どろの 中で、れんこんは どうやって いきを するの?

2. 泥の中の地下茎は、どうやって息をしているのか

2. 酸素の少ない泥の中で、地下茎に空気を届ける必要

ハスは、池の そこの 泥どろに、地下茎ちかけいを のばします。泥どろの 中は、酸素さんそが すくない ところです[2]。地下茎ちかけいも、わたしたちと おなじで、いきを して います。

そこで ハスは、葉で とりこんだ 空気を、地下茎ちかけいまで おくります[2]。地下茎ちかけいは、穴あなの 中の 空気で いきを して、二酸化炭素にさんかたんそを 出す、と いう せつめいが あります[2]。

たとえば、プールで もぐる ときに 使う シュノーケルを おもいうかべて ください。くちから 水の 上まで、空気の くだが のびて います。ハスの 場合は、泥どろの 中の 地下茎ちかけいから 水の 上の 葉まで、穴あなが くだの かわりを して いる、と いう ことです。ただし 本当は、シュノーケルは 人が すったり はいたり しますが、ハスの 空気は、葉の しくみで うごいて います。

その くだは、どこを とおって 葉まで いくのでしょう。

ハスは池や沼の底の泥に、地下茎をのばして育ちます。泥の中は、酸素が少ない場所です[2]。地下茎も生きものですから、酸素を使って呼吸をし、二酸化炭素を出します。

そのため、ハスは水面の上の葉で取りこんだ空気を、地下茎まで送りこんでいます。光合成でつくられた酸素を地下茎へ送り、地下茎は穴の中に入った空気で呼吸をして、二酸化炭素を出す、と解説されています[2]。

シュノーケルを思い浮かべると、イメージしやすいかもしれません。口から水面の上まで、空気の管がのびているものです。ハスでは、泥の中の地下茎から、水の上の葉までのあいだで、穴が管の代わりをしています。ただし本当は、シュノーケルは人が自分で吸ったり吐いたりしますが、ハスの空気の動きには、葉の仕組みが関わっています。

その空気の道は、どこを通って葉までつながっているのでしょうか。

ハスは水底の泥に地下茎をのばして育つ。泥の中は酸素が乏しく、地下茎は、呼吸に使える酸素を得にくい[2]。そこでハスは、水面の上の葉で取りこんだ空気を、地下茎まで送る。一般向けの解説は、光合成で生じた酸素が地下茎へ送られ、地下茎は穴に入った空気で呼吸して二酸化炭素を排出する、と説明している[2]。

この説明は、れんこんの穴が「空気を送るパイプの役目をする」という記述[1]とも矛盾しない。ただし、どちらも一般向けの解説で、地下茎の中の酸素の量を実際に測った値は、ここでは示されていない。

シュノーケルにたとえれば、口から水面の上まで管がのびているのと同じ形だ。ただし本当は、シュノーケルは人が吸って吐くのに対し、ハスの空気は葉の側のしくみで動く。次の章で見るように、葉の中の気体の圧力が、外の空気より高いと報告されている。

では、その管は、実際にはどう葉へつながっているのか。

3. 穴あなを たどると、水の 上の 葉に 出るの?

3. 穴をたどると、水面の上の葉にたどり着く

3. 地下茎の穴から葉柄の空気管、葉の中央へ ── 気体の圧力と出入り口

れんこんの 穴あなは、水の 上に 出た 大きな 葉の まんなかの ちかくまで、つながって いる、と いわれて います[2]。葉には、ちいさな 穴あなが あって、そこから 入った 空気は、葉の 下の ほそい くきの 中の 空気の くだを とおり、れんこんの 穴あなに たどりつきます[2]。

ハスの 葉の 中の 空気は、そとの 空気より、おされて いて、つよい ちからが かかって いる、と ほうこくされて います[3]。空気は 葉の ひろい 面から 入って、葉の まんなかの すきまの おおい ところから、そとへ 出て いきます[3]。

れんこんの 穴あなの 先には、そらの 下の 葉が あった、と いう わけです。では、空気は 本当に、いつも おなじ むきに ながれて いるのでしょうか。

れんこんの穴は、水面から出た大きな葉の中央近くまで、つながっているといわれます。葉にあいた穴から入った空気は、葉柄(葉を支える長い茎)の中の空気の管を通って、れんこんの穴に通じるという説明があります[2]。穴の先は、空の下の葉だったわけです。

葉の側も調べられています。ハスの葉の中にある気体の圧力は、外の空気より高い、という研究があります。1987年の論文の要旨によると、空気は葉の広い面から入り、葉の中央の、とくにすき間の多い部分から大気へ出ていくそうです[3]。

空気が入る入り口と出る出口が、葉の上でちがう場所にあるのです。それでは、管の中の空気は、いつも同じ向きに流れているのでしょうか。

れんこんの穴は、水面に出た大きな葉の中央近くの付け根まで続き、葉にあいた穴から、葉柄の中の空気管を通って、れんこんの穴に通じていると説明される[2]。穴の先は、泥の中ではなく、空気のある葉だということになる。

葉の側のしくみは、Dacey(1987)の論文の要旨に出てくる。ハスの葉の気体の空間の圧力は、外気より高い。空気は葉の広い面から入り、葉の中央のとくに多孔質な部分から大気へ出る。さらに、葉の面積の99%以上は、有効直径0.03マイクロメートル未満のすき間でしか気体が通れない[3]。この0.03マイクロメートルは、葉の大部分に見られる細かいすき間の大きさで、れんこんの穴の大きさではない。穴は、はるかに大きい。

つまり、葉の大部分は細かいすき間でゆっくり空気を通し、広い面で空気を受けとめる。出口は、中央の多孔質な部分に集まる。入る場所と出る場所がちがうなら、中の流れはどう決まるのか。一般向けの解説と研究では、描かれ方がちがう。

4. 空気は、どちらむきに ながれて いるの?

4. 空気は、どちら向きに流れているのか

4. 「若い葉から入り、古い葉から出る」説明と、時間で変わる流れの向き

天気の サイトでは、わかい 葉の くきから あたらしい 空気が 入り、ふるい 葉の くきから、地下茎ちかけいの いきで できた 二酸化炭素にさんかたんその おおい 空気が 出て いく、と せつめいされて います[2]。

ところが、けんきゅうで しらべると、もう すこし ふくざつです。ハスは、葉の まんなかの 大きな 気孔きこう(ちいさな 空気の 出入り口)を あけたり しめたり して、中の 空気の ちからや むきを ととのえて いる、と いわれて います[4]。朝に あいて、ひるに しまり、午後に また あく、と いう うごきです[4]。ひるに しまる あいだは、くきの くだの ながれが、いっときだけ ぎゃくむきに なる じかんと かさなります[4]。

なぜ そう するのか、ほんとうの ところは まだ わかって いません。ちかけいに 空気を おくる ためや、地下茎ちかけいの 二酸化炭素にさんかたんそを 葉に むかわせて、光合成こうごうせいに 使う ためかも しれない、と 考えられて います[4]。

さいごに、れんこんの 「あな」には、ことばの おもしろい はなしも あります。

天気予報のサイトの解説では、若い葉の葉柄から新しい空気が入り、古い葉の葉柄から、地下茎の呼吸で出た二酸化炭素の多い空気が出ていく、と説明されています[2]。空気が池のなかを循環している、という絵です。

ところが、研究を読むと、もう少し複雑です。ハスは、葉の中央にある大きな気孔を開けたり閉じたりして、ガスの管の中の空気の圧力、向き、速さを調節している、と報告されています[4]。気孔は朝に開き、昼に閉じ、午後にまた開きます。昼に閉じる時間は、葉柄の管の流れが一時的に逆向きになる時間と重なります[4]。ハスの葉柄の中には、別々の空気の管があり、二方向の流れが起こることも、別の研究の要旨に書かれています[5]。一方通行の水路ではないのです。

なぜそんな動きをするのかは、仮説の段階です。地下茎に空気を送るためかもしれませんし、地下の二酸化炭素を葉の光合成に向かわせるためかもしれない、と考えられています[4]。つまり「若い葉から入り、古い葉から出る」という説明は、おおまかな見取り図で、時間帯によって向きが変わることがあるようです。

ところで、れんこんの穴には、料理の場で語られる、もう一つの意味もあります。

一般向けの解説は、若い葉の葉柄から新鮮な空気が入り、古い葉の葉柄から、地下茎の呼吸で出た二酸化炭素の多い空気が出ていく、という循環の絵を描く[2]。直感的で覚えやすいが、研究はこれを単純な一方通行とは見ていない。

Matthews と Seymour(2014)の要旨は、葉にある大きな気孔が、地下茎から葉柄、葉へとつながるガス管の中の、大気由来の空気の圧力・向き・速さを調節していると述べる[4]。気孔は朝に開き、昼に閉じ、午後にまた開く。昼に閉じる時間は、葉柄の管の流れが一時的に逆向きになる時間と重なる[4]。さらにUSGSの要旨は、ハスの葉柄では別々の空気管で二方向の流れが起こり、スイレンの一方通行とは異なると述べる[5]。

だから、「若い葉から入って古い葉から出る」は、若い葉と古い葉の流れを固定された一方通行とみなす見取り図であり、研究では葉柄内の流れが一時的に逆転することも報告されている。時間帯で向きが入れかわる以上、「どの葉が入口で、どの葉が出口か」は一日の中で変わりうる。

この調節の目的は、まだ仮説だ。気孔の開閉は、地下茎に空気を送り、地下の二酸化炭素を葉の光合成へ向かわせている可能性がある、とされる[4]。なお、れんこん一本の穴が、節をまたいでどこまで続くのかは、ここで使った資料では示されていない。分かっているのは、葉までの経路の範囲だ。

実際の仕組みが複雑だとして、日本の食卓では、穴は別の意味でも語られてきた。

5. れんこんの 穴あなは、おいわいで なぜ 人気なの?

5. 「先の見通しがよい」と、お祝いに選ばれるれんこん

5. 「穴があいていて先の見通しがよい」── お祝い料理と、穴の実際の姿

日本では、れんこんは 「穴あなが あいて いて、さきが よく みとおせる」と いう わけで、おいわいの りょうりに よく つかわれる、と いわれます[6]。

ことばの 上では、「穴あなの 先が みえる」ですが、本当の れんこんの 穴あなの 先は、葉まで つづく 空気の みちでした。どちらも、「さきに ぬけて いる」と いう ところが、にて います。

日本では、れんこんは「穴があいていて先の見通しがよい」ので、お祝い料理に欠かせないとされています[6]。新潟県の旬の食材の紹介にある言い方です。

言葉の上では、穴の向こうが見えるという意味でしょう。本当の穴は、泥の中から水面の上の葉まで、空気を通す道でした。縁起の話と実際の仕組みは別の話ですが、どちらも「先へ抜ける道」という点で重なっているのは面白いところです。

日本では、れんこんは「穴があいていて先の見通しがよい」ことから、お祝い料理に欠かせないとされる[6]。新潟県の旬の食材の紹介にある説明で、縁起をかつぐ食べ方の一つだ。

この「見通し」は言葉の上の意味にすぎないが、実際の穴も、泥の中から水面の上の葉へ、空気を通す道だと説明される[2]。ただし、穴の数は決まっておらず[1]、空気の流れも時間で向きが変わる[4]。「見通しのよい一本道」という言葉のイメージより、中身ははるかに動きのある仕組みだ、と読める。

6. れんこんの 穴あなを、じぶんで みて みよう

6. 輪切りの穴を、家で見比べてみる

6. 穴の数と並びを数える ── 資料の確かめ方

おうちの れんこんを、おとなに わぎりに して もらいましょう。穴あなの かずと ならびかたを、かぞえて みます。まんなかの 小さな 穴あなは いくつ あるでしょう。まわりの 大きな 穴あなは、どんな ならびに なって いるでしょう。ほうちょうは おとなに つかって もらいます。

家のれんこんを、大人に輪切りにしてもらい、穴の数と並び方を数えてみましょう。中央の小さな穴は何個か、周りの大きな穴はいくつか。「10個」ちょうどの輪切りと、ちがう輪切りが見つかるかもしれません。包丁は大人にお願いします。

れんこんを何本か比べると、中央の小さな穴の数や、周りの大きな穴の並び方がそろっていないことに気づくかもしれません。見つけたちがいを、絵やメモに残してみましょう。

家で買ってきたれんこんを、大人に輪切りにしてもらい、穴の数と並びを数えて記録する。「10個」ちょうどのものと、そうでないものがあるか[1]、数の多い少ない、中央の穴の有無や並び方に決まりがあるかを見比べる。包丁は大人が使う。

  • Dacey(1987)の要旨で、葉の圧力が外気より高いこと、空気の出入りする場所のちがいを読む[3]。
  • botany.one と USGS の要旨で、気孔の開閉の時間帯と、二方向の流れについての記述を読み比べる[4][5]。
  • 「若い葉から入り古い葉から出る」という一般向けの説明[2]と、研究の説明を並べて、どこが一致し、どこが一致しないかを自分の言葉でまとめる。

しらべた ところ

参考にした情報源

参考にした情報源

出典について:食べ物の解説、気象情報サイトの解説、論文の要旨、自治体の紹介ページを突き合わせて使った。何に使ったかは、各項目の最後に書いている。

  1. nippon.com「食べ物図鑑 レンコン」. https://www.nippon.com/ja/japan-topics/c15306/ (れんこんが地下茎であること、穴が空気を送る役目をすること、穴の数と並び方について)
  2. tenki.jp「ハスの大量消滅とは何だったのか」(2017). https://tenki.jp/suppl/kous4/2017/07/13/24241.html (穴から葉柄の空気管を通って葉につながること、泥の中の酸素の少なさ、空気の循環の一般向けの説明について)
  3. Dacey JWH (1987) Plant Physiology 85:199-203(要旨). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1054229/ (ハスの葉の中の気体の圧力と、空気が出入りする場所について)
  4. Matthews PGD, Seymour RS (2014) Plant, Cell & Environment 37:402-413. doi:10.1111/pce.12163 と、その紹介記事 botany.one "New lotus effect". https://www.botany.one/new-lotus-effect/ (葉の大きな気孔による空気の圧力・向き・速さの調節と、時間帯による流れの変化について)
  5. USGS "Ventilation systems in wetland plant species"(要旨). https://pubs.usgs.gov/publication/70232528 (ハスの葉柄に、別々の空気管で二方向の流れがあることについて)
  6. 新潟県「旬の食材 れんこん」. https://www.pref.niigata.lg.jp/sec/syokuhin/shun09-renkon.html (お祝い料理に欠かせないとされる理由について)

なおした ところ

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