自然・生き物

植物は夜に何をしている?昼と夜の違い

ソボチエ編集部

植物は夜になると光合成をほとんど行わなくなりますが、活動を止めているわけではありません。昼につくった糖などを使って呼吸し、細胞を維持したり、茎や根を成長させたりしています。葉を閉じる植物もあり、昼と夜では働き方が変わります。

昼間は光合成で成長のもとをつくる

植物の緑色の葉には、光を利用する「葉緑体(ようりょくたい)」があります。昼間は太陽の光を使い、根から吸い上げた水と空気中の二酸化炭素から、糖などをつくります。これが光合成です。

光合成では酸素も発生し、多くは葉から外へ出ていきます。つくられた糖は、その場で利用されるほか、新しい葉や根を育てるために運ばれたり、デンプンとして蓄えられたりします。

植物はこのように、明るい時間に光のエネルギーを利用して成長のもとを用意しています。

植物は夜だけでなく昼も呼吸している

植物も人間や動物と同じように、生命活動に使うエネルギーを取り出すための「呼吸」をしています。呼吸では糖などを利用し、酸素を使って二酸化炭素を出します。

この呼吸は夜だけでなく、昼間も続いています。昼間は光合成の働きが呼吸より盛んなとき、植物全体としては二酸化炭素を吸い、酸素を出しているように見えます。

一方、暗い夜は通常の光合成が進まないため、呼吸による酸素の取り込みと二酸化炭素の放出が中心になります。植物が夜になって初めて呼吸を始めるわけではありません。

夜は昼に蓄えたデンプンを使っている

日が沈むと、植物は新たに光合成で糖をつくりにくくなります。そこで、昼の間に蓄えておいたデンプンなどを分解し、夜間の活動に必要な糖を確保します。

2013年に発表されたシロイヌナズナの研究では、葉が夜の間にデンプンを少しずつ使い、翌朝まで持つように消費する速さを調節していることが分かりました。

この調節には、体内時計が知らせる夜明けまでの時間も関係しています。すべての植物が同じ割合でデンプンを使うわけではありませんが、昼につくった栄養を夜まで利用することは、植物が成長を続けるために大切です。

暗い間にも、茎や根は成長できる

植物の成長は、光の当たっている時間だけに起こるものではありません。夜も呼吸で得たエネルギーを使って、細胞をつくったり伸ばしたりできます。

ただし、昼と夜のどちらに速く伸びるかは、植物の種類や部位によって違います。シロイヌナズナでは、若い茎に当たる部分の伸びが夜明け前後に活発になることが知られています。

奈良先端科学技術大学院大学が2026年に紹介した研究では、根の表面にある細い「根毛(こんもう)」の長さにも、およそ一日の周期があることが分かりました。地上の茎だけでなく、地下にある根の働きも時間に合わせて変わります。

体内時計が昼と夜の予定を調節している

植物には、およそ24時間のリズムを刻む「体内時計」があります。明るさの変化を手がかりに時間のずれを調整しながら、体の働きを一日の中で変えています。

体内時計は、夜にデンプンを使う速さや、茎や根が成長する時刻などにも関係します。すべての働きが日の出や日没の瞬間に切り替わるわけではありません。

たとえば、光が一時的に届かなくなっても、ある程度は体内のリズムに沿って活動する植物があります。

ネムノキなどは夜になると葉を閉じる

夕方になると葉を閉じたり垂らしたりする植物もあります。ネムノキやインゲンなどで見られる、このような昼夜の葉の動きは「就眠運動(しゅうみんうんどう)」と呼ばれています。

ネムノキでは、昼は広がっていた小さな葉が、夜には閉じるように動きます。光の変化だけでなく、体内時計によるリズムも関係しています。植物によっては、花が温度の変化に反応して開いたり閉じたりすることもあります。

ただし、これは人間が眠るのと同じ意味の睡眠ではありません。また、すべての植物の葉が夜になると閉じるわけでもありません。

気孔の開閉と水分の出入りも変わる

葉には「気孔(きこう)」という小さな穴があります。多くの植物では、昼に気孔を開いて光合成に必要な二酸化炭素を取り込み、夜には閉じ気味になります。

気孔からは水蒸気も出るため、気孔の開閉は「蒸散(じょうさん)」と呼ばれる水分の放出にも関係します。夜は昼より気温が下がり、水が蒸発しにくくなる場合もあります。

ただし、気孔の開き方は水分の状態や種類によって異なります。夜に気孔が完全に閉じたままになる、と一律には言えません。

サボテンなどは夜に二酸化炭素を取り込む

乾燥地に育つ多くのサボテンや一部の多肉植物は、昼の暑い時間帯に水を失いすぎないよう、主に夜に気孔を開いて二酸化炭素を取り込みます。

取り込んだ二酸化炭素は、いったん「リンゴ酸」などの形で蓄えられます。そして昼になると、蓄えたものから二酸化炭素を取り出し、光のエネルギーを使って糖をつくります。この方法を「CAM(キャム)型光合成」といいます。

夜に二酸化炭素を取り込むことと、光を使って糖をつくることは別の過程です。CAM型の植物も、光がなくても夜中に通常の光合成が完結するわけではありません。

昼と夜の違いを身近な植物で観察しよう

昼と夜の違いを確かめるなら、ネムノキやインゲンなど、葉の向きが変わる植物を観察すると分かりやすくなります。朝、昼、夕方に同じ位置から写真を撮り、葉の開き方を比べてみましょう。

数日続けて記録すると、葉が動く時間に一定の傾向が見つかることがあります。夜に強いライトを当てると葉の動きに影響する場合があるため、普段の明るさを大きく変えずに観察するのがよいでしょう。

見た目には静かな夜でも、植物は蓄えた栄養を使い、呼吸しながら活動しています。昼と夜の両方を使って生きているのです。

参考資料