冬真っ只中です。「子供は風の子」と言われるように、子供達は冬の寒風もお構いなしに元気に外を走り回っています。人間は体を動かせるからまだ良いですが、植物は動けません。実は植物の中には、その体を動かすことなく「ポカポカと温かい」植物がいます。ザゼンソウです。今回のやわらかサイエンスでは、自らを温めることで寒さを克服する植物ザゼンソウについてお話ししたいと思います。

■ザゼンソウ

人間の住む暖かい部屋に入れてもらっている植物は別として、屋外の植物達はさまざまな方法で寒さに耐えています。
たとえばタンポポはロゼット植物(rosette plant)といって、地表面に接するように葉を放射状に広げています。冬は太陽の光が弱いため、なるべく多くの日光を浴びようと広げているのです。そして地面すれすれに葉を広げることで、日中の地温上昇の恩恵も受けているのです。

また、一年を通して緑色をしている樹木「常緑樹」も寒さを乗り切る術を身につけています。本HPのやわらかサイエンス第５回「紅葉の科学」で触れられているように、「落葉樹」の仲間は冬に備えて葉を落とします。冷たい空気に触れる部分をできるだけ少なくするために、葉っぱを落とし、冬眠して寒い冬をやりすごすのです。 　一方常緑樹は、針状または鱗片状にすることで表面積の小さい葉を持っていたり、葉の中に水分が凍りにくい成分を作るなど、寒さに対してそれぞれ適応し、冬の間も葉を付けておくのです。すると春になってすぐに活発な光合成を開始できる、そういった戦略を常緑樹は選んだのです。

以上に挙げた例のように形態や組織成分の変化によってひたすら寒さを耐えるのとは異なり、ザゼンソウは自らを温めて積極的に寒さを克服することができる植物なのです。
ザゼンソウはサトイモ科ザゼンソウ属の多年草で、本州中部から北海道にかけて分布しています。主に山地の林床や湿地など湿り気のあるところを好んで生育しています。花が咲く時期は3～5月で、春の訪れを告げる花でもあります。赤茶色の部分は仏炎苞といい、その中に肉穂花序（にくすいかじょ：花弁のないたくさんの花が集まって棒状になったもの）を包み込んでいます。ザゼンソウという名前は、まるで僧が背光をまとって座禅をしている形に似ていることに由来します。

　　　　　　　　　　
■ザゼンソウの部位の名称　　　　　　　　　　　　　■周りの雪を溶かすザゼンソウ

ザゼンソウは、肉穂花序で熱を発生させていて、その温度は外気温にかかわらず20℃前後に達します。冬越しする前にその根茎にデンプンを蓄え、翌年花を咲かせる時に、そのデンプンをエネルギー源として発熱するのです。われわれヒトも含めた生物は、細胞の中にあるミトコンドリアという小器官で、生きていくのに必要なエネルギーを得ています。これを広い意味での「呼吸」といいます。ザゼンソウは氷点下になるような寒いときにも、そのミトコンドリアで行われる呼吸速度を倍増させることで熱を発生させているのです（*1）。まるで、元気に走り回っている子供達と同じですよね。ごはん（デンプン）をいっぱい食べ、体を思いっきり動かして（呼吸速度アップ）いるのですから。

実は、ザゼンソウが動物と同じタイプの発熱関連遺伝子を持っていることが、岩手大学の伊藤菊一助教授の研究によって突き止められたのです。しかもその花序の温度を一定に維持するための温度センサーは、±0.9℃という精度で発熱量を調節できるという、驚くべきシステムを持っていました（*2）。現在、このザゼンソウの温度制御に関連するメカニズムについてさらなる研究が進められています。

研究の過程で発見された発熱遺伝子については、今後イネなどに導入することで寒さに強い作物を作ることにも利用できます。様々な作物の栽培北限がより北上して可耕地面積が拡大し、世界レベルでの食糧供給の安定にもつながるとして、低温ストレス耐性作物に関する研究が行われています（*3）。
さらに、そのザゼンソウの熱産生機能を工学的に応用することによって、化石燃料を必要としない生物学的発熱システムの開発も夢ではありません。

寒い中を元気に駆け回る子供達と同じように、ザゼンソウも地球の明るい未来を担っていってくれることでしょう。