植物の色が緑であることの理由を考えています．

植物の色が緑であることの理由を考えています．

私，一応理工系の大学生ですが，あんまり頭は良くないですし，勉強熱心でもなく，光にも詳しくはないです．しかし，ちょっと前に，大学の先生に植物が緑色の理由を出題されたんですが，答えについては不明のままなので，すこし気になっています．

　さて，話を戻しまして，植物の色が緑であるのは赤(オレンジ？)あたりの周波数の光と，青あたりの周波数の光を吸収し，緑色の光を反射してしまうからだと授業で聞いた覚えがあります．
　しかし，なぜ緑色の光も吸収しないのでしょうか？自分なりに考えてみました．

　私の稚拙な推論ですと，それは光のエネルギーと，空の色に関係しているのではないかと考えているのです．
　海底深くに生息する海藻には赤いものがあります．水は赤い光を吸収するので，海底には赤い光が届かない．したがって，海藻は赤い光を吸収する能力を持たず，赤くなったのではないかと考えています．
　つぎに地上の植物が緑色の理由について，私の考えを述べさせていただきます．青い光はエネルギーが高いですよね．つまり，それだけで青い光を吸収する価値がありるように思えます．また，夕方になると光を吸収する大気の層が厚くなり，空は赤くなります．つまり赤い光が主に地上に届きます．この二つの波長に光を吸収するよう植物が進化してきたとするなら，あまった緑色の光を吸収する能力は不要になり，緑を吸収できないのではないかと考えているわけです．

皆さんは植物が緑色になった理由をどう考えていますか？また，この考えについてどう思いますか？

No.1 回答者： sanori 回答日時： 2010/06/30 17:30

こんにちは。

＞＞＞さて，話を戻しまして，植物の色が緑であるのは赤(オレンジ？)あたりの周波数の光と，青あたりの周波数の光を吸収し，緑色の光を反射してしまうからだと授業で聞いた覚えがあります．

はい。そうです。

＞＞＞しかし，なぜ緑色の光も吸収しないのでしょうか？

葉緑素の分子の電子構造が、青と赤の光を吸収するようになっているからです。
Wikipedia によると、
クロロフィル（葉緑素）は、構造中のテトラピロール環に由来する強い色を持ち、多くはその名の通り緑色に見える。テトラピロールは 450 nm 付近と700 nm付近 に特徴的な鋭い吸収帯を持つ。
とのこと。
４５０ｎｍは青、７００ｎｍは赤です。

＞＞＞海底深くに生息する海藻には赤いものがあります．水は赤い光を吸収するので，海底には赤い光が届かない．したがって，海藻は赤い光を吸収する能力を持たず，赤くなったのではないかと考えています．

赤い深海魚がいるらしいですが、深海では黒く見えるらしいです。
敵に発見されないため生き残っているという話だったと思います。

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＞＞＞私の稚拙な推論ですと，それは光のエネルギーと，空の色に関係しているのではないかと考えているのです．
＞＞＞つぎに地上の植物が緑色の理由について，私の考えを述べさせていただきます．
＞＞＞青い光はエネルギーが高いですよね．つまり，それだけで青い光を吸収する価値がありるように思えます．また，夕方になると光を吸収する大気の層が厚くなり，空は赤くなります．つまり赤い光が主に地上に届きます．この二つの波長に光を吸収するよう植物が進化してきたとするなら，あまった緑色の光を吸収する能力は不要になり，緑を吸収できないのではないかと考えているわけです．
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私は生物学には詳しくないですが、その説は明らかにおかしいです。
まず、日中の日光と夕方の日光の差は、青や緑の波長が大気で吸収されて、赤や黄色の波長の成分が生き残っていることによるものです。
太陽光は連続スペクトルです。
その波長成分は・・・
・光が青く見える時は、（紫＋）青＋緑＋黄＋橙＋赤
・光が黄色く見える時は、（緑＋）黄＋橙＋赤
・光が赤く見える時は、（黄＋）橙＋赤
といった具合です。
このことからわかると思いますが、連続スペクトルの光が青く見えるとき、青よりエネルギーの少ない光は一通り混ざっています。
そして、空の色が緑になることは絶対にありません。
なぜならば、緑になるためには赤をカットしなければいけないからです。
つまり、青空でも夕焼けでも赤の成分は基本的に同じ。それどころか、青空のときの方が夕方よりも、赤の光の量が多いのです。
あなたの考える、「光のエネルギー説」で言えば、青と赤を優先的に吸収するより、むしろ、青ではなく緑と赤を吸収する方が有利です。

なお、青空のとき、丸い太陽の色は黄色に見えます。青が全天に散乱された分が差し引かれて黄色っぽくなります。

この回答へのお礼

>>赤い深海魚がいるらしいですが、深海では黒く見えるらしいです。
敵に発見されないため生き残っているという話だったと思います。

なるほど，忍者は暗闇で目立たないために実は赤い服を着ていたってやつですね．その発想はなかったです．赤色をしているのは，光合成をするためと，目立たないという理由の両方が考えられますね．
なぜ光合成説を捨てないのかといいますと，赤色なのは光合成色素の色であると，確か教科書に書いてあったからです．決してあなたの考えを否定しているわけではないです．

>>太陽光は連続スペクトルです。
その波長成分は・・・
・光が青く見える時は、（紫＋）青＋緑＋黄＋橙＋赤
・光が黄色く見える時は、（緑＋）黄＋橙＋赤
・光が赤く見える時は、（黄＋）橙＋赤
といった具合です。
このことからわかると思いますが、連続スペクトルの光が青く見えるとき、青よりエネルギーの少ない光は一通り混ざっています。
そして、空の色が緑になることは絶対にありません。
なぜならば、緑になるためには赤をカットしなければいけないからです。
つまり、青空でも夕焼けでも赤の成分は基本的に同じ。それどころか、青空のときの方が夕方よりも、赤の光の量が多いのです。
あなたの考える、「光のエネルギー説」で言えば、青と赤を優先的に吸収するより、むしろ、青ではなく緑と赤を吸収する方が有利です。

じつは太陽光と空の色について完全に理解できない点がありましたが，あなたの説明のおかげで納得できました(太陽光の説を切り出しておいてこう言うのも難ですが)．太陽光は緑色が強いはずなのに，空が緑色にならないのは，そういったわけなんですね．有難うございます．
それを踏まえた上で，意見を述べさせていただきます．空の色が青く見えていということは青色の散乱光は地上に届いているということですよね(紫＋緑(または紫＋青＋黄など)の光もありますが(紫＋緑＝青はあってますかね？))．確かに緑色の光ほど強くはないかもしれませんが，十分地上にも届いているということになります(と思いますｗ)．地上での太陽光のスペクトルは緑が一番強いですが，実は青の光も緑の光に迫るほどの，結構強い強度を持っているようです(後でネットで太陽光スペクトルを調べた)．だとしたら，エネルギーの強い青い光を優先して吸収する可能性も考えられませんか？
ただ，その考えだと，赤い光を優先して吸収する理由も薄れますね(長時間照射されるとはいえ，赤の光はエネルギーが低いので)．うーん・・・難しい．もしかしたら，天候とかも絡んでいるのかも．他にも進化の過程上，食べられないために緑色になったなんてのも考えられますね(果実の色に比べると緑色はあまり美味しそうではないのでｗ)．
やっぱりこの説には少し無理があったかもしれませんね．
回答ありがとうございました．特に太陽光に関しての理解は深まりました．
それでは，失礼いたします．

お礼日時：2010/07/05 12:02