窓辺に置いた植物が、明るい方へ茎を曲げることがある。植物には目も筋肉もない。それでも光を受け取る分子と成長の調節を組み合わせれば、光の方向へ姿を変えられる。この反応を光屈性という。
青い光を受け取る分子
光屈性には、フォトトロピンという光受容タンパク質が重要な役割を持つ。青色の光を受けると分子の状態が変わり、細胞内へ信号を伝える。光は光合成のエネルギー源であると同時に、周囲の状況を知らせる情報でもある。
一方向から光が当たると、器官の光側と陰側で受ける刺激が異なる。この差が、細胞内の反応の差へ変換される。光の位置を頭の中の地図に描く必要はなく、左右の局所的な応答が異なれば方向性を生み出せる。
左右で伸び方を変える
よく研究されている茎の光屈性では、植物ホルモンであるオーキシンの分布の偏りが生じ、陰側の細胞の伸長が促される。片側がより長くなるため、器官全体が光の方へ曲がる。成長することが、そのまま向きを変える手段になるのである。
二枚の紙を重ねた帯を思い浮かべると分かりやすい。片側だけが長くなれば、帯は真っすぐな形を維持できない。植物の細胞壁と水の取り込みを伴う成長は、この長さの差を生物学的に作り出す。
光に対する反応は一種類ではない
フォトトロピンは、葉緑体の位置の変化や気孔の開口などにも関わる。植物が光を利用するには、明るい方へ伸びるだけでなく、強すぎる光への対応やガス交換の調整も必要になる。光受容は、そのための複数の仕組みに接続している。
茎と根では同じホルモンに対する応答も異なる。鉢全体がいつでも同じ方向へ曲がるわけではない。観察するときには、どの器官が、どの波長や強さの光に、どれくらいの時間で反応したかを分けて考えると、仕組みが見えやすくなる。
光屈性は植物や器官によって機構に違いがある。本稿のオーキシンによる説明は、主に茎でよく研究されてきた反応を述べたものである。
参考資料
参考資料確認日：2026年10月14日。