0 0
図 3‑ 9
と と も に 伸 長 速 度 の 低 下 が 生 じ る な ど . 多 く の 根 に 対 す る 実 験 を 統 計 処 理 し た 結果 と 同 ー の 傾 向 が 見 ら れ る 事 が 判 る .
3. 3 考 察
従 来 は . 根 の 表 面 電 位 の 振 動 現 象 に 関 し て . 主 と し て 空 間 的 な 位 相 関 係 に つ い て 調 べ て き た . そ の 結 果 . 振 動 子 は 表 面 近 傍 に 存 在 し て い る の で は な く . 内 部 の 導 管 付 近 に 存 在 し て い る 事 が 示 唆 さ れ た (42 ) し か し な が ら 電 位 振 動 の メ カ ニ ズ ム は 明 ら か で な く . 従 っ て . こ れ ま で そ の 生 理 的 役 割 や 成 長 現 象 と の 関 連 性 に つ い て 議 論 さ れ た 事 は ほ と ん ど な か っ た . 本 章 で 述 べ た 実 験 結 果 は . 根 の 表 面 電 位 の 振 動 現 象 が 根 の 伸 長 速 度 に 対 し て 強 い 相 関 性 を 持 っ て い る 事 を 示 し て い る . 電 位 振 動 の 起 こ っ て い る 個 体 の グ ル ー プ と 起 こ っ て い な い 個 体 の グ ル ー プ に 分 け る と . 明 ら か に 振 動 を 示 さ な い 個 体 の 方 が 伸 長 速 度 が 低 く ( 図 3‑ 2) . 振 動 を 示 す 個 体 の グ ル ー プ の 中 で も 伸 長 速 度 の 高 い 個 体 ほ ど 振 動 の 周 波 数 も 高 い 傾 向 が 見 ら れ た ( 図 3‑3.
図 3 ‑ 4) . こ れ ら の 実 験 事 実 は . 高 い 伸 長 活 動 を し て い る 根 ほ ど 電 位 振 動 も 活 発 で あ る 事 を 意 味 し て お り . 電 位 振 動 の 周 波 数 は 根 の 伸 長 活 動 の lつ の 指 標 と な る と 思 わ れ る .
振 動 の 無 い 個 体 の 伸 長 速 度 分 布 が 低 伸 長 速 度 の 狭 い 範 囲 に 集 中 し て お り . 高 い 伸 長 速 度 を 示 す 個 体 は 総 て 振 動 が 現 れ て い る 事 か ら ( 図 3‑ 2) . 電 位 振 動 は 根 の 正 常 な 伸 長 活 動 に 必 須 な 条 件 で あ る と 思 わ れ る . 実 際 . 図 3‑ 9で 温 度 を 270Cに 上 昇 さ せ た 時 . 通 常 な ら ば 温 度 が 高 い ほ ど 伸 長 速 度 も 高 く な る べ き と こ ろ が . 急 激 な 温 度 変 化 に よ る も の か . 伸 長 速 度 は 逆 に 低 下 し て し ま っ た が . 同 時 に そ れ ま で 安 定 に 観 測 さ れ て い た 電 位 振 動 も 停 止 し て い る . 同 様 な 現 象 は 成 長 ホ ル モ ン で あ る 1A A
を 高 濃 度 で 与 え た 時 に も 見 ら れ て お り . 伸 長 速 度 の 急 激 な 減 少 と 同 時 に 振 動 も 停 止 し た 事 が 報 告 さ れ て い る (2 1 ) 一 方 . 振 動 が 観 測 さ れ た 個 体 の グ ル ー プ の 中 に は .
‑90‑
振 動 の 無 い 個 体 と 同 程 度 の 低 い 伸 長 速 度 の も の も 多 く 含 ま れ て い る ( 図 3 ‑ 2 b) .
従 っ て . 振 動 が 観 測 さ れ て い る 個 体 は 総 て 伸 長 速 度 が高い と は 限 ら な い が . 振動 周 波 数 ま で 考 慮 す れ ば . 内 部 の 伸 長 活 動 を か な り 良 く 反 映 し て い る と 言 え る だ ろ う . 制 御 し 得 る 総 て の 外 部 環 境 を 一 定 に し た 状 態 で も . 電 位 振 動 の 周 波 数 の 高 い も の ほ
ど 伸 長 速 度 が 高 い 傾 向 が は っ き り と 現 れ て い る ( 図 3‑4) . 同 一 の 外 部 環 境 で あ れ ば . 伸 長 速 度 の 差 は 個 体 差 に よ る 内 部 状 態 の 差 だ け に 起 因 す る も の で あ る . 従 っ
て . 電 位 の 振 動 現 象 と 内 部 の 成 長 活 動 と の 聞 に は . 単 に 温 度 な ど の 外 部 パ ラ メ ー タ を 介 し た 間 接 的 な 相 関 関 係 が あ る だ け で は な く . 何 ら か の 直 接 的 な 因 果 関 係 が 存 在 す る 事 は 明 ら か で あ る .
根 が 正 常 な 伸 長 活 動 を 維 持 で き る 範 囲 で 温 度 を 変 化 さ せ て . 振 動 周 波 数 と 温 度 の 関 係 を 調 べ て み た と ご ろ . 温 度 が 高 い ほ ど 周 波 数 が 高 い と い う 傾 向 が 見 ら れ た ( 図 3 ‑ 8) . 生 物 に お い て . 時 間 的 な 周 期 変 動 に は 様 々 な 現 象 が あ る が . 必 ず し も 総 て に こ の 様 な 温 度 依 存 性 が 見 ら れ る 訳 で は な く . 仔I1え ば サ ー カ デ ィ ア ン リ ズ ム の 周 期 は ほ と ん ど 温 度 に 依 停 し な い は 引 . 娠 到j周 波 数 の 狙 度 係 数Q10を 推 定 す る と 約 1. i
と い う 値 が 得 ら れ た . 多 く の 他 物 の 茎 や 恨 で . 転 頭 運 動 な ど 伸 長 そ の も の に 娠 動 現 象 が 現 れ る 事 が 知 ら れ て い る . カ ラ シ ナ の 茎 で は 数 分 の 周 期 で 伸 長 速 度 が 周 期 的 に 変 動 す る が . こ の 温 度 係 数Q10は約2.2から 2.4と . こ こ で の 電 位 振 動 の 温 度 係 数 と 近 い 値 で あ り . 電 位 振 動 と 伸 長 の 振 動 と の 聞 に 何 ら か の 関 係 が あ る 事 が 示 唆 さ れ る
( 62 .63 ) し か し な が ら . 本 実 験 に お け る 実 験 条 件 で は . 根 は 水 平 に 置 か れ て い る た め に 自 由 な 運 動 が 妨 げ ら れ て お り . 転 頭 運 動 と 表 面 電 位 と の 関 係 に つ い て は 今 後 の 課 題 で あ る . ま た . 通 常 の 化 学 反 応 で は 温 度 係 数Q10は お よ そ 2程 度 で あ り 電 位 振 動 の 温 度 係 数 と 近 い 値 で あ る が . 電 位 振 動 周 波 数 の 温 度 依 存 性 を Arrheniusの 関 係 式 に 当 て は め て 求 め た 活 性 化 エ ネ ル ギ ー の 値 が . 酵 素 反 応 の も つ 値 と 近 い 値 と な っ
た 事 か ら . 根 の 表 面 電 位 振 動 現 象 が 内 部 の 何 ら か の 酵 素 反 応 と 関 連 し た 現 象 で あ り . 周 波 数 の 温 度 依 存 性 は 酵 素 反 応 の 渇 度 依 存 性 を 反 映 し て い る も の で は な い か と 思 わ
4︐4
QU
れる.
こ こ で は . 外 部 環 境 の 制 御 パ ラ ー メ ー タ と し て 温 度 を 選 ん で 実 験 を 行 っ た が . 伸 長 速 度 は 様 々 な 外 部 環 境 に 影 響 さ れ る た め . 他 の 外 部 環 境 の 依 存 性 を 調 べ る 事 は 電 位 の 振 動 現 象 の 発 生 機 構 の 解 明 の 手 助 け に な る と 考 え ら れ る . 特 に . 電 位 振 動 は 外 部 の 浸 透 圧 の 周 期 的 変 動 に 引 き 込 ま れ る 事 が 知 ら れ て い る (2 1 ) 縞 物 の 細 胞 は 堅 い 細 胞 壁 に 覆 わ れ て お り . 細 胞 の 伸 長 は . 細 胞 内 と 外 の 浸 透 圧 差 に よ る 膨 圧 と 細 胞 笠 の 伸 展 を 原 動 力 と し て 生 じ る . 従 っ て . 細 胞 の 伸 長 に 直 接 関 与 し て い る 浸 透 圧 の 振 動 に 電 位 変 動 が 引 き 込 ま れ る と い う 事 実 は . 膨 圧 と 振 動 現 象 の 関 連 性 を 示 唆 し て い
る . 単 細 胞 植 物 で あ る カ サ ノ リ で は 膨 圧 と 膜 電 位 の 関 係 が 詳 し く 研 究 さ れ て い る が . 自 発 的 に 生 じ る 活 動 電 位 . 即 ち 膜 電 位 の 娠 動 が 膨 圧 の 調 整 の 役 割jを 担 っ て い る 事 が 判 っ て い る (6 q ) 根 の 場 合 に も . 電 位 振 動 が 膨 圧 の 調 整 に 関 係 し て い る 事 が 充 分 に 考 え ら れ . 今 後 浸 透 圧 と 電 位 振 動 の 関 係 を さ ら に 調 べ る 事 に よ っ て . 恨 の 成 長 に お け る 電 位 振 動 の 役 割 が よ り 明 ら か に な る と 思 わ れ る .
( 1 ) ア ズ キ の 根 の 表 面 電 位 を 測 定 す る と . 時 間 振 動 に 関 し て . 振 動 が 観 測 さ れ る 個 体 の グ ル ー プ と 観 測 さ れ な い 個 体 の グ ル ー プ に 分 か れ た . 伸 長 速 度 は 個 体 に よ っ て か な り ば ら つ き が 見 ら れ た が . 振 動 の 無 い グ ル ー プ で は . 振 動 の あ る グ ル ー プ に 比 べ て 伸 長 速 度 の 平 均 値 が 明 ら か に 低 い 事 が 判 っ た . 特 に . 振 3. 4 結 論
本 章 で は ， ア ズ キ の 根 の 表 面 電 位 の 振 動 現 象 に 着 目 し . 温 度 を 制 御 し た う え で 電 位 振 動 及 び 伸 長 速 度 を 同 時 に 測 定 し . 電 位 振 動 の 性 質 に 関 し て . 伸 長 速 度 . 振 動 周 期 . 温 度 環 境 の 関 係 に つ い て 考 察 し た . 本 章 で 得 ら れ た 結 果 は 次 の よ う に ま と め ら れ る .
つ ﹄
nHV
動 の あ る グ ル ー プ は 伸 長 速 度 の 広 い 範 囲 で 分 布 し て い た が . 振 動 の 無 い グ ル ー プ は 伸 長 速 度 の 高 い 個 体 が ほ と ん ど 無 か っ た .
( 2
) 温 度 な ど の 外 部 環 境 を 一 定 に 保 っ た 場 合 . 電 位 振 動 の 周 波 数 と 伸 長 速 度 の 間 に は 正 の 相 関 が 見 ら れ た . 即 ち . 振 動 の 周 波 数 が 高 い ほ ど 伸 長 速 度 も 大 き いと い う 傾 向 が 見 ら れ た .
( 3 ) 水 溶 液 の 温 度 を 変 え て 電 位 振 動jの 周 波 数 と 伸 長 速 度 を 測 定 し た 結 果 . 温 度 が 高 い ほ ど 振 動 の 周 波 数 も 高 い と い う 傾 向 が 見 ら れ た . 生 化 学 的 な 反 応 と の 関 係 を 考 察 す る た め に 温 度 係 数 及 び 活 性 化 エ ネ ル ギ ー を 求 め た 結 果 . 電 位 振 動 は 酵 素 反 応 と 関 連 が あ る 事 が 示 唆 さ れ た .
( 4 ) 以 上 . 表 面 電 位 の 時 間 振 動 現 象 の 諸 特 性 を 調 べ た 結 果 . 振 動 現 象 が 根 の 成 長 に 密 接 に 関 係 し て い る 事 が 明 ら か に な っ た . 振 動 を 特 徴 づ け る 量 と し て 振 動 周 波 数 に 着 目 す る と . 周 波 数 が 高 い ほ ど 成 長 活 動 が 活 発 に 行 わ れ て い る と 解 釈 で き . 電 位 振 動 も 成 長 状 態 を 評 価 す る 上 で の 一 つ の 指 標 と な り 得 る と 考 え
られる.
τ υ
Q
U