生物学、生命の大きな疑問に答える／光合成
光合成は、植物やその他の生物が、通常は太陽からの光エネルギーを、後で生物の活動の燃料として放出できる化学エネルギーに変換するために用いるプロセスです。
光とは何か 編集部
光とはエネルギーの1種であると言えます。 植物がとらえる光や、私たちが見ることのできる光を可視光線といいます。 太陽から地球を照らす白い光は、実はいろいろな色の光で構成されています。 プリズムと呼ばれるガラスの破片を使って、光を色や波長ごとに分けることで、これらの色を見ることができるのです。
プリズムによってできる光の虹をスペクトルといいますが、光の色は赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫の順で並んでおり、赤の端には赤外線、紫の端には紫外線と、目に見えない色も広がっています。
実際、光のスペクトル（電磁スペクトル）は、惑星ほどの大きさの電波から、素粒子ほどの波長をもつガンマ線という非常に強力な光まで、非常に広い範囲に広がっています。
植物はなぜ緑色なのか
植物が緑色なのは、緑色の葉緑体（光合成を行う器官）を持っているから、というのが簡単な答えでしょう。
でも、なぜ葉緑体は緑色なのでしょうか？葉緑体は、チラコイド膜に緑色の色素であるクロロフィルを含んでいるから緑色をしているのです。
では、なぜクロロフィルは緑色なのでしょうか？ 編集部
クロロフィルが緑色である理由を知るには、色素について勉強する必要があります。 色素とは、光を吸収するものです。クロロフィルは青と赤の光を吸収する色素だと言いましたが、ではなぜ緑色なのでしょうか。
それは、色素がある波長の光を吸収し、他の波長の光を反射するからです。 黄色の色素は、黄色以外の光の波長をすべて吸収するものです。 その黄色が目に映るから、黄色に見えるのです。 赤いシャツが赤いのは、赤い色素が赤以外の光をすべて吸収しているからです。 その反射光が、シャツの色に見えるのです。
つまり、植物が緑色なのは、クロロフィルが緑色の光を反射しているからです。 そしてクロロフィルは、糖を作るために使われる光を吸収する分子なので、すべての植物に含まれています。
なぜ植物は秋に色が変わるのか
一般に考えられているのとは異なり、秋の落葉は気温や霜、風害などとは関係がありません。 単に、葉を育てるために費やされるエネルギー量を正当化するのに十分な日照時間がないのです。
植物は緑色ですが、秋になると黄色や赤、茶色、オレンジなど他の色に変化します。 これは、植物にはカロテノイド（黄橙色）やアントシアニン（主に赤色）など、他の色素も含まれているからです。 これらの他の付属色素はクロロフィルとともに葉の中に居座っており、葉がさまざまな色合いの緑色をしているのは、これらの色素のおかげなのです。
夏場は緑の色素でほとんど覆われていますが、冬を前にして休眠に入る秋になると、植物細胞はクロロフィルを作らなくなり、葉は緑色を失います。 これがないと、葉に含まれる他の色素の色が見えてしまうのです
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