砂漠の過酷な日差しの中でも、サボテンは悠々と生き続けています。
そんな彼らの“サバイバル術”のひとつが、夜にだけ気孔を開いて呼吸する「CAM型光合成」。
じつは、私たちが普段見慣れている植物たちとは、まったく異なる光合成スタイルをとっているのです。
この記事では、サボテンがなぜ夜に呼吸するのか、その仕組みとメリット、そして他の植物との違いまで、わかりやすく解説します。
CAM型光合成とは？ 〜乾燥地植物の秘密兵器〜
CAM（Crassulacean Acid Metabolism）型光合成とは、多くのサボテンや多肉植物が採用している水分の蒸散を極限まで抑える光合成様式です。
CAM型の基本的な仕組み
| タイミング | 気孔の状態 | 主な活動内容 |
|---|---|---|
| 夜間 | 開く | 二酸化炭素（CO₂）を取り込み、リンゴ酸などの有機酸に一時保存 |
| 日中 | 閉じる | 保存した有機酸からCO₂を取り出し、太陽光で光合成を行う |
この方法により、日中の強烈な日差しの中でも水分を失わずに済むという、乾燥地に最適化された驚異的な戦略を実現しています。
なぜ“夜に呼吸”するのか？
通常の植物（C3型やC4型）は、日中に気孔を開いてCO₂を取り込みますが、サボテンの場合は逆です。
その理由はズバリ「水分の節約」
- 日中に気孔を開く＝水が蒸発しやすくなる
- 夜間なら気温が下がり、湿度も上がる＝水分の損失が少ない
- → だから夜だけ気孔を開くという選択に進化したのです。
この“夜に呼吸して、昼に光合成する”というプロセスは、植物界では少数派ながら、極限環境への高い適応力を誇ります。
他の光合成様式との違い
| 光合成タイプ | 主な植物 | CO₂の取り込み | 気孔が開く時間 | 水分効率 |
|---|---|---|---|---|
| C3型 | イネ科以外の大多数 | 日中 | 日中 | △ 普通 |
| C4型 | トウモロコシ、サトウキビなど | 日中 | 日中 | ○ やや高い |
| CAM型 | サボテン、アロエ、リトープス等 | 夜間 | 夜間 | ◎ 極めて高い |
特にCAM型は、水分の少ない環境に特化して進化した方式。
これにより、サボテンは「過酷な気候ほど強い」植物とも言えるのです。
サボテンの形もCAM型に最適化されている！
CAM型光合成だけでなく、サボテンの丸いフォルムやトゲも、水分保持を意識した進化の賜物です。
- 丸くて肉厚なボディ：蒸散面積を減らす＝水を守る
- トゲ：葉の名残であり、外敵よけ＋日陰をつくる
- 気孔の数：少なめで、小さく深く配置されている
これらはすべて、CAM型光合成とセットで乾燥地に適応するための“デザイン”なのです。
雑学：CAM型光合成を持つ意外な植物たち
実はCAM型は、サボテンだけのものではありません。
- アロエ属
- クラッスラ属（カネノナルキなど）
- ハオルチア属の一部
- ラン科植物の一部（夜間の湿気が多い森林に適応）
つまり「乾燥＝砂漠」だけでなく、「湿気はあるけど水が少ない環境」にも対応できるという、環境多様性に富んだ方式なのです。
まとめ：CAM型光合成は“生き残り”の知恵
サボテンが夜に呼吸するのは、「昼間に気孔を閉じて水を守る」という、乾燥地で生き抜くための戦略。
この仕組みこそが、サボテンが人の手を借りずとも過酷な環境に根を下ろす理由です。
CAM型光合成を知れば、サボテンという植物が持つ“知恵と工夫”に、きっと驚かされるはず。
コメント