植物も動物と同様に生きるために栄養を必要とします。でも口がない植物は、どうやって生命に必要な栄養素やエネルギーを得ているのでしょうか？植物が根を使って栄養素を吸収し、日光が必要だということを漠然と知っているかもしれませんね。

では、根と日光はどのようにして植物の成長を助けるのでしょうか？もしあなたが植物学者でなかったり、今生物の授業を受けていなければ、植物がどのように栄養を得るのかを少し思い出す必要があるかもしれません。

この複雑な話題をなるべくわかりやすく説明しようと思いますので、植物学者でなくても理解できるようにします！

 

植物にはどんな栄養素が必要？

 

まずは植物に必要なものを見てみましょう。必要な栄養素は種類によって異なりますが、多くの植物は生存のために3つの主要な栄養素が必要です：窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）です。これらは元素記号の頭文字をとってNPKと呼ばれます。この3つの栄養素なしでは植物は生きられません。

• 窒素は植物の葉に濃い緑色を与え、成長を促進します。
  • 植物は窒素を使ってアミノ酸を作り出します。アミノ酸はタンパク質の構成要素です。
• リンは細胞分裂を促し、根の成長を助け、植物を病気から守り、花や種を作るのに必要です。
  • リンはタンパク質合成を調節する核酸構造の形成に欠かせません。
• カリウムは植物を病気から守り、根の成長を促します。また葉緑素の生成にも必要です。
  • 葉緑素は植物が太陽光からエネルギーを吸収し、エネルギーを供給する緑色の色素です。
  • カリウムは気孔（ポアのようなもの）を開閉するのに役立ちます。気孔は植物がCO2を取り込み、生命に必要な基本的なエネルギー単位であるATPを作るために使われます。

 

植物は3つの栄養素だけでは足りない

 

植物が生きるためには3つの元素だけではなく、もっと多くの元素が必要です。植物は炭素（C）、水素（H）、酸素（O）、リン（P）、カリウム（K）、ヨウ素（I）、窒素（N）、硫黄（S）、カルシウム（Ca）、鉄（Fe）など、少量ながら必要とします。これらはCHOPKINS CaFeと略されます。

さらにマグネシウム、亜鉛、銅など、他にも植物にとって必要な元素があります。

簡単に言えば、植物は生存のために土壌に多くの特定元素が必要です。これらの元素を使って成長し、有機物を作り出します。いくつかの元素は光合成（復習ですが、植物は光合成というプロセスを使い、光のエネルギーに水と二酸化炭素を加えてエネルギーを作ります）に重要な役割を果たします。

今あなたの足元にある土壌は基本的に小さな岩のかけらです。これらの元素は土の粒子に含まれていますが、植物はそのまま取り込むことはできません。植物はただ土を食べて栄養を取り出せるわけではありません。大量の水が必要なのです。水が土から元素を溶かし、小さな形で運びます。植物は根からその水を「飲む」ことで、栄養を吸収します。

良質で肥沃な土はこれらの栄養素を豊富に含みますが、雨水で浸食されて流されやすいものも多いです。肥料や土壌改良剤を使うことで、植物を健康に保つ助けとなります。

 

 

植物はどのようにして土から根に栄養素を取り込むのか？

 

植物が陸上で生きるよう進化したとき、水分と栄養素を吸収する方法が必要でした。そこで根が役立ったのです。

難しくなりすぎないように、根がどのように働くかを少し見てみましょう。

植物の根系は複雑で、大きく分けて主根があり、それが植物の下方へ伸びていき小さな枝根が分岐するタイプか、繊維状の根系で、多数の細い枝根が植物の下に広がるタイプがあります。綿毛果実（たんぽぽ）を根ごと抜いたことがあれば、主根のあるタイプを見たことがあるでしょう。繊維状根系は特に草類でよく見られます。

乾燥した土壌では主根の長い根が水を探しやすく適応しています。繊維状根系は複雑な根構造で土壌の侵食防止に優れています。

面白いことに、記録された最も深い根は南アフリカのイチジク科の植物で、根が122メートルにも達しています。植物は水を見つけるために驚くべきことをします！

根には多くの層があり、あなたの肌のような構造になっています。名前はここでは省きますが、外側の層は半透膜で、水を根系に通過させることができます。

栄養素の大部分は根の先端近くの根毛から吸収されます。根毛は非常に細かい根で、大きな表面積を持ち、より多くの水を吸収できます。多くの植物はまた、土壌の水からさらに多くの栄養を吸収するために様々な菌類と共生しています。

 

 

菌類は植物の栄養吸収をどのように助けるか

 

基本的に、植物は菌に糖を分け与え、代わりに栄養分の吸収を手伝ってもらいます。これが菌根菌（mycoは菌・rhizaeは根の意味）という関係で、特に栄養の乏しい土壌でよく見られ有益です。

子供のおもちゃのように、異なる形の穴に特定の木製ブロックをはめるように、根には微細なシステムがあり、水や特定の元素のみを通し、他の化学物質は遮断します。複数の根の層が栄養と水をふるいにかけ、貯蔵し、植物の維管束を通じて植物体内部に送り届けます。

根が水と栄養を吸収すると、維管束を通じて植物全体に運ばれます。水は光合成に使われ、各栄養素は植物の構築に役立ちます。

根は驚くべきものですが、植物が必要とする様々な栄養素のために助け合いも重要なのです！