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じぶん更新日記
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【本日の話題】『いい夫婦の日』は森林公園で20323歩/チコちゃんに叱られる! 茎が中空になることのメリット、デメリット/双子葉草本の茎が中空になりにくい理由


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 11月22日(土)は妻の要望により2週連続で県北の岡山県立森林公園を訪れた。
 今回のコースは画像の緑色の線に示した通りであり、前回とは殆ど重なっていない。数日前に積雪があったが北斜面の日陰の一部を除いて殆ど融けており登山には影響しなかった。よく晴れていて伯耆大山や岡山県北・兵庫県北・島根県方面の山々がよく見えていた。

 『もみじ平』から『千軒平』まで尾根筋を歩いたあと『もみじ滝』に下る計画であったが、妻が「せっかくここまで来たのだから『きたけ峰』にも登ってみたい」と要望したため、予定より大幅に時間を費やし、管理センターに戻った時は薄暗くなっていた。総歩数はスマホの計測では20323歩。

 森林公園の登山道はよく整備されているが落ち葉が積もっていることもあって一部道に迷いそうなところもあった。なので日没後暗くなってしまうとヘッドランプで照らしても安全に通行することは困難。尾根筋に残っている避難小屋(一部は廃屋化)で一夜を明かしたほうが安全であるようにも思える。いずれにせよ、「せっかくここまで来たのだから」という欲からコースを変更することは登山の基本原則に反するものであった。

 なお管理センターで尋ねたところ、園内ではクマの出現は確認されていない。

 なお11月22日は『いい夫婦の日』であったが、そもそもこの日が何日であったのかは全く念頭に無かった。帰宅前に立ち寄った近隣のスーパーでも「きょうは21日だったか、22日だったか分からないが特売日ではないなあ」と喋っていた程度。

2025年11月21日(金)



【連載】チコちゃんに叱られる! 茎が中空になることのメリット、デメリット/双子葉草本の茎が中空になりにくい理由

 昨日に続いて、11月21日(金)に初回放送された表記の番組についての感想・考察。本日は、放送内容から外れるが、

なぜストローで飲むようになった?

という疑問に関連して、一部の草本でなぜ茎が中空になるのかを調べてみた。

 まず、ChatGPTに。

植物(草本)のなかで茎の内部が中空になるのはどんな種類ですか?

と尋ねてみた。回答は以下の通り。




植物の茎が**中空(=内部が空洞)になる草本**には、いくつか典型的な分類的・構造的グループがあります。主な理由は「維管束が茎の外側に輪状に配置され、中心部(髄)が成長過程で崩壊する」ことです。

以下、代表的なタイプを整理します。

## ■ 1. イネ科(Poaceae)

最も典型的で、**草本の中空茎といえばまずイネ科**です。
  • 竹(木質ですがイネ科)
  • ススキ、ヨシ(アシ)
  • コムギ、オオムギ、ライムギ
  • イネ
  • トウモロコシ(※節間は多くが中実〜半中空)


**特徴**
イネ科の茎は節(node)で仕切られ、節間が中空になるのが普通です。
これは維管束が外側に束状に配置され、中心部の髄が成熟とともに消失するため。

## ■ 2. セリ科(Apiaceae)

セリ科の多くの草本は **中空または中実〜スポンジ状**。

* フキ、アシタバ、ニンジン(花茎)、ウド、セリ、ミツバ
 ※完全に中空のものと、スポンジ状のものがある

**特徴**
発達した髄が比較的早く崩れて中空化する。野外でも「折ると空洞」が特徴で見分けの手がかりになる。

## ■ 3. キク科の一部(Asteraceae)

茎が太くなる多年草で中空・スポンジ状になるものがある。
  • フキ(セリ科と誤解されることがあるが実際はキク科) → 中空
  • ゴボウ(若茎は充実、花茎は中空)
  • ヤグルマギクなど一部の大形草本


## ■ 4. シソ科の一部(Lamiaceae)

シソ科は四角い茎が特徴ですが、**内部が中空になる種がある**。
  • ホトケノザ、ヒメオドリコソウ など
    (※外見は四角形でも中心部の髄が薄く、中空〜スポンジ状)


## ■ 5. アブラナ科の一部(Brassicaceae)
花茎が伸びるタイプで、**花茎が中空になることが多い**。
  • ナタネ(菜の花)
  • ダイコン(花茎のみ中空)
  • ハクサイの花茎


## ■ 6. ユリ科・ツユクサ科の一部
太い花茎や偽茎が中空~スポンジ状になる例がある。
  • ネギ・アサツキ(ネギ類の**花茎**は中空)
  • タケ類(木質だがイネ科の仲間)


## ■ 中空化のしくみ(簡単)
草本で中空になる主な理由は
  1. **維管束が外周に配置される(茎の外側が強い)**
  2. **中心部の髄細胞が成熟に伴い崩壊**
  3. → **軽量で風に強い「パイプ構造」になる**

特にイネ科はこの構造が顕著です。

## ■ まとめ(もっとも典型的なグループ)

中空茎になりやすい代表的な草本は:
  1. **イネ科**(最も典型)
  2. **セリ科**
  3. **キク科の一部**
  4. **シソ科の一部**
  5. **アブラナ科の一部**
  6. **ネギ類の花茎**



 続いて以下の質問をさせていただいた。

茎が中空になることは、茎が中実である植物と比べてどのようなメリット、デメリットがありますか?

 いただいた回答は以下の通り。





茎が**中空(空洞)**になることには、植物にとって明確な**メリット**と、条件によっては生じる**デメリット**があります。
構造工学的に見ても利点がある一方、欠点もあります。

以下、植物の視点で分かりやすく整理します。

■ 中空茎のメリット
  1. **軽くて強い(効率の良い支柱構造)**
    中空は、同じ材料量でも「曲げに強い」構造を作れます。 (ストローやパイプが強いのと同じ)

    * 少ない細胞量・少ないエネルギーで背を高くできる
    * 風でしなりやすく、倒伏しにくい(イネ科の利点)

    → **“軽量・高剛性”の構造を安く作れる**。
  2. **成長が早い**
    中心部の髄を大きく作らず、外側の維管束リングと表皮さえ作ればよいので、

    * **初期成長が速い**
    * **急速に背丈を伸ばす必要がある草本で有利**(ヨシ、ススキなど)
  3. **通気性の改善(アナエロビオシス対策)**

    湿地環境の植物(ヨシ、ガマなど)は、茎内部の空間が「通気組織(aerenchyma)」と連続して根に酸素を送り、

    * **湿地でも根が窒息しにくい**
    * **水分過多でも生育できる**

    → 中空構造は湿地植物の重要な適応。

  4. **倒れた後の再立ち上がり(曲げやすさ)**
    イネ科植物は中空で節が多いため、

    * 曲がっても折れにくい
    * 風や動物で倒されても回復しやすい
    → 柔軟性の高さが生存率を上げる。
  5. **中空化で病害虫を減らす場合もある**
    髄が少ないため、

    内部を食べる昆虫の生息スペースが少ない
    髄腐れ病などのリスクが低下しうる
    (ただし種による)


# ■ 中空茎のデメリット
  1. **圧縮や局所的な力には弱い**

    曲げには強いですが、点的に押しつぶされる力には弱い。

    * 踏みつけ、動物の噛みつき、重みで折れやすい
    * 中実茎ほど「つぶれ耐性」がない
    → **広範囲には強いが、局所破壊に弱い**。
  2. **腐敗・水の侵入に弱い場合がある**
    中空部分から水や病原菌が入り込むと、

    * そこが湿って腐りやすい
    * 内部でカビ(土壌菌)が繁殖しやすい

    ※植物によっては節で区切ることで対策している(イネ科の節構造)。
  3. **機械的支持が必要な場合には不利**
    果実を大きく育てる植物や、太い茎で重い器官を支える必要のある植物では、

    * 中実構造の方が「圧縮」「せん断」に強い
    * 重い実を支えられない(例:ヒマワリは太いが内部はスポンジ状で強度が足りず倒れやすい)
  4. **乾燥環境では間接的に不利になることも**
    茎が中空だと、外層の維管束・皮層に依存しているため、

    * 表皮破損=機能の大部分が失われやすい
    * 乾燥の影響が内部へ侵入しやすい
    中実茎(サボテン、木本)は乾燥に強い。
  5. **捕食者に利用されやすい(棲みつき)**
    昆虫が産卵に使ったり、ハナバチ類が巣に利用したりするため、

    * 中空部分が寄生・巣作りに利用されやすい
    * 種子や表皮が傷つくリスクが増える場合も


# ■ まとめ

## ◆ 中空茎の大きな利点
  • 軽くて強い(構造効率が高い)
  • 高く・早く伸びられる
  • 湿地での通気性が良い
  • 柔軟性が高い

## ◆ 中空茎の欠点
  • 局所的な押しつぶしに弱い
  • 水や病原菌の侵入リスク
  • 重い器官を支えづらい
  • 表皮損傷が致命的になりやすい





 最後に、

なぜイネ科に中空茎が多く、双子葉草本は少ないのでしょうか?

と尋ねてみた。回答は以下の通り。


イネ科(Poaceae)に**中空茎が圧倒的に多い**のは、彼らの**進化的背景・茎の構造・生活史**が強く関係しています。
一方、双子葉草本では「必要性が少なく」「構造的に作りにくい」ため、中空茎は少数派です。

以下、「なぜイネ科は中空になりやすく、双子葉草本はなりにくいのか」を、進化・構造・生態の3方向から整理します。
  1. 茎の内部構造が根本的に違う

    ## ● イネ科(単子葉植物)=**外周に維管束が散在し、中心に大きい髄**
    • * 維管束(道管+師管)が**リング状(外側)に配置されやすい**
    • 中心部の髄が**成長の途中で崩れやすい**
    • 外側に強度が集中した “パイプ状” 構造が自然にできる
      → 中空にしても全体強度が落ちない
      つまり、**中空化に「向いた構造」**を生まれつき持っている。


    ## ● 双子葉草本(Dicots)=**中心部に太い維管束柱・髄があり、成長に「二次肥大」がある**
    • 維管束は輪状に並び、その内側に太い髄がある
    • 二次成長(肥大)により、髄や木部が厚くなりやすい
    • 中空にすると構造的に弱くなりすぎる
      → 双子葉植物の茎は**“中実の柱”として発達する方向に進化**しており、 中空化は“構造的合理性が低い”。


  2. イネ科の進化環境と適応が「細くて軽い・速い成長」を要求した
    イネ科の祖先が繁栄したのは、
    • 開けた草原
    • 風が強く、火事も多い
    • 短期間で伸びて光を確保する必要が高い
    という環境でした。

    ### ➤ そこで求められた特性は
    • **速い垂直成長**
    • **軽いが強い構造(風で倒れにくい)**
    • **再生が早い(火災後の更新)**

    これらに最も適したのが**中空+節で補強された“パイプ状茎”**。
    つまり、**草原環境が中空茎を強く選択した**。

  3. イネ科特有の「節(node)」構造が中空化を可能にする
    イネ科の茎は
    • 節(node)=強固な補強リング
    • 節間(internode)=中空で軽量

    という構造で、まるで“竹のような連続した補強パイプ”になっています。
    これにより
    • 中空でも折れにくい
    • 局所的な破壊が節で止まる
    • 水分や病原菌の侵入を防げる
      → **構造的安定性が高いため、中空化が安全**。

    ※双子葉草本はこのような硬い「節」構造を持たないため、中空にするとすぐ折れたり潰れたりしやすい。

  4. 双子葉草本は「重い器官を支える」方向に進化した
    双子葉植物は多様な形質を発達させ、
    • 太い葉柄
    • 大きな葉
    • 大型の果実
    • 木本化(樹木)の起源になる能力
    を持っています。

    そのため、
    • **内部が詰まった中実構造**が有利
    • 二次成長で太くして強度を確保
    • 中空化はむしろ不利
      → “脇から枝や葉を支える”ための剛性を要し、中空化は起こりにくい。

  5. 双子葉草本にも中空が少数存在するが“例外的”
    セリ科やキク科の大形草本の一部では中空化が起きますが、これは
    • 茎を “管状支柱” として使う方向
    • 肥厚成長が少ない一年草・越年草
    • 大きな果実や重い枝を持たないタイプ
    という限られた状況でのみ起こります。
    → 双子葉での中空は“特殊化した例外”であり、イネ科のように全体的な特徴ではない。

  6. ■ まとめ:両者の違いを一言で
    • ### ◆ イネ科
      **構造的にも生態的にも中空茎に向いており、草原環境がそれを強く選択した。**
    • ### ◆ 双子葉草本
      **中空にすると強度不足になりやすく、進化的にも中実化・肥大成長が主ルートだった。**





 

 次回に続く。


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