研究の背景

　4年生の時、長野県で開かれた合宿（軽井沢町と東大先端研が描く未来の教育　未来の科学者、集まれ！―軽井沢の森の神秘を科学する―）で、ドングリを料理した。ドングリのクッキーを食べたり、ドングリティーを飲んだりして、縄文人の気分を味わった。ドングリは動物にとって、いまも大事な食糧だ。ドングリは木から落ちるだけだと発芽しにくく、動物に土に埋めてもらうことで生存確率を高めているそうだ。リスなどの動物が土中に隠したものが発芽する。合宿では会田進先生（明治大学黒曜石研究センター研究推進員）に、「リスがかじって苦かったものがポイッと捨てられて、それが発芽することもある」と教えていただいた。苦いドングリがあるのはあえてのことなのか、と不思議に思った。
　ドングリの歴史は人間より古く、6500万年前の白亜紀から生き延びてきたそうだ。動物に食べられたり、虫に卵を産み付けられるドングリが、なぜそんなに生き延びられたのか。ドングリの実は多様な個性を持つのではないか。含まれる成分の割合、形状の仕組みやバラツキ、発根・発芽を観察して、ドングリの個性を見つけて、どんな生存戦略をとっているのか、探ることにした。

研究の準備

ドングリの採集と選別・保管方法

　研究はドングリの成分を調べる「実験」と、形状や発根・発芽を確かめる「観察」とで進める。「実験」と「観察」に必要なドングリを、11月に地元の公園でひたすら拾った。傷みのなさそうな色つやのよいものを持ち帰り、コナラ277個とクヌギ310個に分けて種類別に土嚢袋に入れる。直射日光の当たらない屋外に数週間置いたが、表面が乾かないように土嚢袋の中へ毎日水やりを続けた。2～3週間すると袋の中で発根するコナラが出てきた。1カ月後、状態の良さそうなものを優先的にバーミキュライト（土壌改良剤として使われる土）へ植えた。あとはコナラとクヌギそれぞれ60～70個ずつ残して、成分を調べる「実験」に使うことにした。

成分の測定方法を決める

　ドングリにはポリフェノールの一種、タンニンが含まれていて、これが苦みのもとだ。ドングリによって苦みに差があるのは、タンニンの含有量が違うから。タンニンは鉄と反応してタンニン鉄になる。この性質を使って、ドングリに含まれるタンニンの量を調べる。
　ドングリの実を殻から出してすり鉢ですり、重さを記録する。布に包んで300mL程度の水の中で成分を搾り出す。デンプンが沈殿するまで数時間待ち、上澄み液を試験管と保存瓶に取っておく（原液）。残った液に鉄釘（13×45mm）を4本入れ、ラップをして10時間ほど放置する。10時間たったら、軽くかくはんして液体を試験管と保存瓶に取り出す（反応液）。原液と反応液をそれぞれ色解析し、HSL（色相・彩度・輝度）の輝度の変化を記録（輝度は黒さを測る基準になる）する。
　デンプンの含有量も集計する。ドングリの実をすり鉢ですり、重さを記録する。布に包んで300mL程度の水の中で成分を搾り出し、数時間待つ。ここから、上澄み液を除いてもう1度300mLの水を加え数時間待つ、という作業を繰り返す。上澄み液のにごりがなくなったら、最終的に水分を蒸発させ、残ったデンプンの重さを測る。

実験の結果

　コナラとクヌギの実50個ずつで、実の成分を調べた。タンニンの含有量を調べるため、原液の輝度から反応液の輝度を引き、その差を出す。差が大きいほどタンニンが多く含まれていることになる。釘の鉄分が影響するかもしれないので、釘から水に溶け出す鉄分の輝度も調べ、その値を引いて補正した。その結果が、下のグラフだ。

コナラのタンニン量の割合（左）と、クヌギのタンニン量の割合（右）

　デンプンの含有量を調べると、極端にデンプンが多かったり少なかったりする個体は少数派で、だいたい同量のデンプンを含むことがわかった。特にクヌギのデンプン量は、ばらつきが少なかった。
　平均値と最頻値、中央値が一致する正規分布という確率分布がある。グラフにすると中央の値が高く、両脇は左右対象に減っていく形。名前のとおり「ありふれた通常の」確率分布で、自然界や人間の行動などさまざまな現象によく当てはまる。50個のドングリに含まれるタンニンやデンプンの量も、正規分布に似た分布となった。

観察の結果

レアタイプのドングリ発見

　実験を進める途中、不思議なドングリを見つけた。コナラの個体で、他のドングリと明らかに違う。普通、ドングリはとがった先端から発根する。このドングリは真ん中あたりから、芽なのか根なのかわからないものが出ていた。このドングリを「ひょっこりはん」と名付けた。
　光学顕微鏡で観察してみると（スンプ法で観察）、ひょっこり部分は根らしいことがわかった。ドングリはまれに、先端以外からも発根するらしい。

「ひょっこりはん」顕微鏡画像

　個性的な発根・発芽を見せるドングリは他にもあった。コナラもクヌギも実の先端から最初に根が出て、その根をポケットのようにして芽が出るところは同じだ。実は根元に残ったまま芽が伸びていって、最初の葉（本葉）が出る。コナラの最初の葉は3～5枚、クヌギは最初に向かい合った葉が2枚出て、少しずつずれながら葉がどんどん生えてくることが多い。
　が、クヌギのなかに発芽した後、茎が2本かそれ以上生えてきたものもあった（「クヌギ・ミク」と命名）。ひとつのクヌギの実から2本の茎と2本の根を伸ばしたものもある（「ひょっこりはんもどき」）。ひょっこりはんもどきはレアタイプながら確実に存在し、いまのところ約1.6％の出現率だ。

空気を読む「エリートくん」の成長

　冬の間に、意地悪な植え方をしたコナラのグループがあった。1月にすでに発根していた6つのコナラのドングリがあって、生命力が強くかなり成長が早そうだった。「エリートくん」と命名し、植木鉢の土にあえて上下逆さまにして深く埋め、発芽するまでを見守った。
　根が出るのは早かったエリートくんたちだが、発芽してきたのは4月になってからだった。しかも、1本が発芽して葉を広げ、ある程度成長すると次が生える、ということを繰り返しながら成長していったのだ。科学的ではないが、エリートくんたちは土の中で相談し、発芽の時期をずらして高さを変えているように思えてしまう。
　似たような例はコナラとクヌギが混在したプランターでもみられた。成長の遅いコナラが地面近くで葉を広げ、クヌギはニョキニョキ上へと伸びていく。クヌギのなかに、低い場所で全く葉を広げず、先に茎だけ他より高く伸ばした猛者がいた。葉を広げなければ光合成ができないから、実のデンプンだけで茎を伸ばしたわけで、「武士は食わねど高楊枝」から「武士」と命名した。

茎を先に伸ばした「武士」

考察

　「ドングリの背くらべ」というようにどれも似たり寄ったりと思われがちなドングリだが、成分を調べるとなかにはとても苦いものがある。うまかったり苦かったりの当たり外れがあると、貯められたり捨てられたりして、発芽につながる。まれに他と発根・発芽の方法が違う実があったり、環境で発芽の時期や茎の伸ばし方を変えたりするのも、何より生き残るのが大事というドングリの気合だ。「ドングリの背くらべ」は悪い意味ばかりではない、個性を大事にするのは、種全体が生き残るのに基本のことだからだ。