アイカさん

みんなの広場 質問コーナーのご利用ありがとうございます。
不思議な現象ですね。この問題を取り上げ詳しく研究をされてきた神戸大学の三村徹郎先生に回答をお願いしました。
「葉がその時生育している温度よりも10度とか15度以上温度が低下したとき」に異常なスポットが出来ることは同じ神戸大学の先生方が見つけられていますが、不思議なのは水の温度だけの問題だけでなく、葉との温度差が問題で、その時の水の温度だけではないことです。中学校で「液胞」を取り上げられているか判りませんが、特に植物細胞の液胞は大きく、いろいろな役割を担っている細胞内にあって細胞質内にある「袋状」の構造体（細胞内小器官とよばれています。働きは全く違いますが葉緑体も細胞内小器官の1つです）です。　

【三村先生の回答】
　セントポーリアのリングスポット（リーフスポットと呼ばれることもあります）についての質問を有難うございます。
　セントポーリアは、冬場に青や紫の綺麗な花を咲かせることから、寒いヨーロッパでも珍重されてきた重要な園芸植物ですね。ただ、上から不用意に水を掛けると水のついた部分が茶色くなるリングスポットができて見栄えが悪いため、水を与えた後は、注意深く拭うか、葉に水がかからないように土壌の生え際から静かに水を与えるような注意が必要とされていて、管理は結構大変な植物とされています。
　セントポーリアは、イワタバコ科に属する植物ですが、セントポーリア以外にも近縁のイワタバコ科植物や、科は違いますが、キツネノマゴ科などの植物のいくつかでも、似たような現象が生じることが知られています。ただ、それらの植物の多くは研究対象になっている訳ではないので、見た目が同じでも実際にリングスポットが生じる機構が同じかどうかはまだわかりません。
　セントポーリアでは、そのリングスポットがどうして出来るかの研究が、古くからされてきているのですが、「アイカ」さんが調べられたように、ただ冷たい温度の水がかかったから起こるというものではなく、葉がその時生育している温度よりも10度とか15度以上温度が低下したときに生じることが判っています。これは絶対温度が重要な単なる低温による反応とは異なり、温度差を感知して生じることから温度降下障害と呼ばれています。
　私達の最近の知見では、葉温よりも十分に低い温度の水が掛かると、数十秒で葉の柵状組織の細胞内にカルシウムイオンが流入し、そのせいで葉の細胞内の液胞が壊れて、細胞が死ぬことからその部分だけ茶色になると考えています。
　植物細胞の中には、非常に大きな液胞という構造があることは学校で習っていると思いますが、この液胞の中には、タンパク質や脂質を分解する酵素が多数含まれています。普段はそれらの酵素は不要な物質だけを分解して再利用するために働くのですが、液胞が突然壊されると、それらの酵素が細胞内に流れ出て、大事な構造を壊してしまうためにその細胞が死んでしまうと考えられます。
　現在、このような特殊な温度降下を植物がどのように感知しているのか、また冷たい水が掛かったら、大事な葉の柵状細胞が壊れるということが、セントポーリアが生きていく上でどんな意味があるのかは、全く判っていません。
　セントポーリアの仲間は、アフリカ原産で、東南アジアから南アメリカまで広く分布しています。それらが育っている環境の多くは、極端な温度変化が起きにくい場所と考えられることから、このような生育には不利な性質でも、その地では大きな影響はなかったのかもしれないと考えている人もいます。一方で、こういう性質が別の大事な性質を維持するために、どうしても生じてしまうのではないかと考える人もいます。いずれにしても、セントポーリアがなぜこういう性質を持ったのかは大きな謎として残っています。
　遺伝子組み換えの技術などを使って、冷たい水を掛けてもセントポーリアのリングスポットができないように作り変えることが出来れば、「美好愛華」さんが思うような「大変だな」という管理をしなくて良くなるので、愛好者がもっと増えるかもしれませんね。
　お母さんと一緒に、セントポーリアをかわいがってあげて下さい。