研究の動機

　1年生の時から家でオジギソウを育て、朝の水やりのたびに葉に触り、葉が閉じる様子を楽しんでいる。ある日、触る場所によって葉の閉じ方に違いがあることを発見した。葉の先にちょんと触ると、まるでドミノ倒しのように葉が次々閉じていった。葉の中心を触ると、葉の全体がぱっと一瞬で閉じた。６年目にして初めてピンク色の花が咲き、胸が高鳴った。葉に触って閉じた後、しばらくすると葉が開いている。また葉は朝や昼は開いているのに、夜になると触らなくても閉じている。これらのことを本で調べると、植物の中の液体が動くことで、葉が閉じたり開いたりすると書かれていて、その運動を「膨圧運動」と呼ぶことが分かった。もっと詳しく知りたいと思い研究した。

《１》葉の閉じ方の実験

（１）どう閉じる？

　葉のいろいろな場所を刺激し、葉が閉じる時間や様子を調べる。

〈方法〉

　与える刺激は①接触（指で触る、スポイトで水を付ける）②振動（ストローなどで息を吹き付ける）③熱（線香を近づける）④冷気（ドライアイスを近づける）の４種類。刺激を与える場所は、羽状葉の先・羽状葉の中央・副葉沈・主葉沈の４カ所。それぞれの刺激を４カ所で３回ずつ与える。

〈結果と考察〉

　・オジギソウは熱（線香）に対して一番反応した。羽状葉の先、羽状葉の中央、副葉沈を刺激すると４枚全ての羽状葉を閉じ、葉柄を下げた。４枚全ての羽状葉が閉じたのは、他に主葉沈を指で触ったときに１回あった。閉じる時間は平均22.33秒。オジギソウは危険を察知して素早く閉じたのだ。

　・羽状葉が1枚だけ閉じたのは指・水・振動・低温による刺激で、閉じた時間は平均8.07秒。

　・水の刺激で羽状葉は反応したが、副葉沈と主葉沈は反応しなかった。自然界では雨が降るので、いちいち水に反応しない。水に害がないことを知っているのだろう。

　・ドライアイスを主葉沈に近づけると、一瞬（平均1.41秒）で葉柄が下がった。主葉沈は風に反応しない。

　・４枚の羽状葉が閉じる場合、１枚目が閉じてから２枚目が閉じる時に、10秒ほどの時間差があった。植物の中の液体の動き、特に副葉沈に秘密がありそうだ。

（２）閉じる順番は？

　同じ葉身の羽状葉に、刺激に反応する順番があるのか調べる。

〈方法〉

　４枚の羽状葉をそれぞれ指で触り、２番目、3番目、４番目に閉じる羽状葉を記録する。羽状葉は端から順にA～Dとし、それぞれを１番目に５回ずつ行う。

〈結果と考察〉

　・２番目に閉じる羽状葉は、１番目の隣であることが多い（確率90％）。

　・３番目の羽状葉は、①１番目が端のA、Dの時は、２つ隣の葉が多い（60％）。②１番目がB、Cの時は、２番目に閉じた葉とは逆隣の葉が多い（90％）。

　・４番目の羽状葉は、①１番目がA、Dの時は、もう一方の端の葉であることが多い（70％）。②１番目がB、Cの時は、２つ隣の葉が多い（90％）。以上のように、羽状葉の閉じる順番には規則性がある。

（３）裏側の反応は？

　葉の表と裏では、刺激に対する反応が違うか調べる。

〈方法〉

　（１）と同様の刺激を、羽状葉の裏側の先・中央、副葉沈・主葉沈の裏側にそれぞれ与える。

〈結果と考察〉

　・４カ所とも熱（線香）に一番反応した。

　・主葉沈は水と風に反応しない。

　・羽状葉の表裏での反応の違い：指の接触には表側、水には裏側、振動には裏側、熱には表側がよかった。

《２》葉の開き方の実験

（１）何分で開く？

　羽状葉が閉じている状態から開き切るまでの時間を計る。

〈方法〉

　①葉柄が垂れ下がっている場合②葉柄は垂れていないが、葉身が閉じている場合③1つの羽状葉が閉じている場合④羽状葉の先から中央まで閉じている場合について、それぞれが完全に開き切るまでの時間を3回ずつ計測する。これらは室内（気温26.2℃、湿度64％）で行う。

〈結果と考察〉

　いずれの場合も、閉じてから１分30秒ほどで開き始めた。開き切るまでの平均時間は①８分20秒②７分43秒③７分48秒④６分３秒、全体の平均時間は７分29秒。もっと長い時間をかけて開くと予想していた。閉じるのは数秒だが、開くまでは数分かかる。

（２）気温と湿度は関係ある？

　熱（線香）や冷気（ドライアイス）によく反応するので、気温や湿度に敏感なのではないか。

〈方法〉

　（１）の実験を屋外で行い、羽状葉が完全に開く平均時間と気温・湿度の関係を調べる。

〈結果と考察〉

　屋外（気温34.6℃、湿度47％）での平均時間は①４分37秒②４分34秒③５分52秒④３分56秒、全体平均は４分45秒。いずれも（１）より短い。やはり葉が開く時間は温度・湿度に関係し、気温が高く湿度が低いと、葉は速く開く。

《３》体内時計の観察

（１）何時に眠る？

　羽状葉が閉じる時刻を調べる。

〈方法〉

　室内で鉢栽培のオジギソウを観察し、羽状葉が完全に閉じる時刻を３日間記録する。日の入り時刻（さいたま市）と比較する。

〈結果と考察〉

　葉が閉じた時刻は８月21日17時30分（日の入り18時24分）、22日17時16分（18時23分）、23日17時22分（18時22分）。日の入りの約１時間前から、鉢栽培の一番高い位置にある羽状葉が閉じ始めた。さらに鉢の外側の羽状葉から閉じ始め、内側の葉が最後に閉じる。

（２）何時に起きる？

　羽状葉が開く時刻を調べる。。

〈方法〉

　８月19日（日の出時刻５時３分）に、室内のオジギソウの羽状葉が開く様子をデジカメで連続撮影し記録する。

〈結果〉

　５時３分：オジギソウはまだ眠っている。（５時８分：室内のカーテンを開けた。外はまだ薄暗い。）５時21分：下方の羽状葉が動き始めた。５時35分：垂れていた葉柄が上がってきた。５時40分：根元内側の羽状葉が開いてきた。６時７分：外側の羽状葉が開いてきた。６時25分：根元の羽状葉はほぼ開いている。６時35分：中ほどの羽状葉が開いてきた。６時50分：上方の羽状葉が開き始めた。７時11分：ほぼ全体の羽状葉が開いてきた。７時30分：てっぺんまで全部の羽状葉が開いた。

〈考察〉

　オジギソウの羽状葉は日が出てから開く。根に近い方、内側の羽状葉から開く。カーテンをしていると、いつまでも開かないようだ。羽状葉が開くには紫外線が必要なのか。

感想

　早起きして、オジギソウの葉が開いたり閉じたりするのを観察するのが楽しかった。実験では、強風で羽状葉が揺れて閉じてしまったり、羽状葉の先だけを閉じさせることに何度も失敗したりした。それでも、葉の閉じ方にはいろいろなパターンがあり、閉じる順番に規則性があること、温度と湿度によって開き方に差があることなどを発見し、うれしかった。