植物の損傷
外部からの刺激による損傷

植物の損傷とは、他の生物または非生物的環境によって植物に生じる損傷のことです。植物に損傷を与える一般的な動物には、昆虫、ダニ、線虫、草食哺乳類などがあります。また、真菌、細菌、ウイルスなどの植物病原体によっても損傷が引き起こされることがあります。植物に損傷を与える可能性のある非生物的要因には、熱、凍結、洪水、落雷、オゾンガス、汚染化学物質などがあります

植物は、損傷が発生したことを知らせる、損傷部分を密閉する物質を分泌する、抗菌化学物質を生成する、そして木本植物では傷の上に再生することで、損傷に反応します。

要因

生物的

アブラナ科作物に被害を与えるモンシロチョウの幼虫

植物によく被害を与える動物には、昆虫、ダニ、線虫などの害虫が含まれます。これらの害虫は、葉、茎、根などの植物の部分を噛んだり擦り傷をつけたり、あるいはカメムシ類によくあるように、植物の表面を突き刺して植物の汁を吸います。その結果生じた傷口から細菌や真菌などの植物病原体が侵入し、被害が拡大する場合があります。[1]モンシロチョウ（シロチョウ科）などの農業害虫の幼虫は、アブラナ科の作物の葉を完全に食い尽くすことがあります。[2]カタツムリなどの軟体動物は、イネ科や広葉草本などの植物を食べ、やすりのような歯舌で植物を擦り傷をつけます。作物に重大な被害を与える可能性があります。[3]牛などの家畜を含む 放牧哺乳類も、イネ科植物、広葉草本、森林樹木などの植物の一部を噛み切ったり折ったりして怪我をさせ、病原体を侵入させる可能性があります。[4]

非生物的

落雷で割れたオークの木

植物に損傷を与える可能性のある非生物的要因には、熱、凍結、洪水、落雷、オゾンガス、汚染化学物質などがあります。

十分な温度があれば、熱はどんな植物でも枯らす可能性があります。高山植物は約47℃、温帯植物は約51℃、熱帯植物​​は約58℃で枯れる傾向がありますが、種によって多少の重複があります。同様に、穀物作物では、温帯の大麦とオート麦は約49℃で枯れますが、熱帯のトウモロコシは55℃で枯れます。[5]

凍結は、それぞれの種の霜害に対する耐性に応じて、植物にさまざまな影響を与えます。多くの庭の花を含む多くの草本植物は、霜に対する耐性がほとんどなく、凍結すると枯れたり、深刻な損傷を受けたりします。多くの木本植物は過冷却することができ、丈夫な芽や茎には、凝固点を下げる分子や氷結晶の核形成を防ぐ分子、そして細胞を凍結から機械的に保護する細胞壁が含まれています。[6]

土壌の浸水は多くの植物を急速に枯死させたり、傷つけたりします。根が浸水してから約5日以内に、葉は黄色くなり（クロロシス）、茎に沿って徐々に枯れていきます。根は水分と栄養分を吸収する能力を失います。 [7]

落雷は、地面で瞬時に煮えてしまうビートやジャガイモなどの根菜から、ココナッツなどの樹木まで、植物内部の水分が蒸気に変わる際に発生する突然の熱と圧力の衝撃波などの影響により、植物を枯死させたり、傷つけたりします。これにより、茎が破裂したり、植物の部分が焦げたりする可能性があります。[8]

ガス状のオゾンは、大都市内またはその近くで見られるような、大気中の濃度が0.1ppmという低濃度でも葉に損傷を与えます。[ 9]植物に損傷を与える可能性のある多くの汚染化学物質 の1つです。[10]

植物の反応

コナラ（Quercus robur）の傷の治癒。異なる時期に切られた2本の枝は枝の根元が再生していますが、内部の木材は湿っており、菌類によって腐敗しています。

植物は、損傷が発生したことを知らせるシグナルを送ることで損傷に反応します。[11]損傷部分を密閉するための物質を分泌する[12]病原体の拡散を制限するために抗菌物質を生成する[13]、そして一部の木本植物では傷の上に再生する[14] 。

シグナル伝達

植物は損傷部位で化学物質を生成し、損傷の存在を知らせ、さらなる損傷を軽減するのに役立ちます。関与する化学物質はある程度植物種によって異なりますが、いくつかの化学物質は種間で共有されています。そして、発せられる信号は損傷の原因によって異なります。ハダニに傷つけられた植物は、捕食性のダニを引き付ける揮発性化学物質を放出し、植物への攻撃を軽減するのに役立ちます。別の例として、ヤガの幼虫によって被害を受けたトウモロコシ植物は、寄生蜂であるCotesia marginiventrisを引き付けるテルペノイド物質の混合物を放出し、幼虫を殺します。[11] [15]多くの植物がこのような草食動物による誘導信号を発しています。[16]

創傷閉鎖

ヒノキの枝の切り傷跡。損傷に反応して樹脂を分泌している。

植物は損傷した部分を密閉するために様々な化学物質を分泌します。例えば、ブドウ科の植物 であるVitis viniferaは、夏季には化学物質チロースを用いて茎の導管を塞ぎ、冬季の休眠期にはゲル化します。チロースは、木材腐朽菌やキシレラ・ファスティディオーサなどの病原体が植物全体に広がるのを防ぐのに役立ちます。この化学物質は、細菌とブドウ栽培における剪定などの機械的損傷の両方に対する反応として生成されます。[12]

化学的防御

多くの木本植物は、損傷後の病原体の拡散を制限するために、樹脂[17]と抗菌化学物質を生成します。 [13] [18]

創傷治癒

多くの木本植物は、剪定などによる損傷の周囲で再生します。やがて、形成層の成長層が新しい組織を生成するため、再生は損傷部分を完全に覆うことがよくあります。枝の根元が損傷していない、適切に剪定された木は回復が早いのに対し、不十分に剪定された木は傷口の下で腐敗します。[14] [19] [20]

参照

参考文献

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  2. ^ Theunissen, J.; Ouden, H.; Wit, AKH (1985). 「キャベツにおける毛虫の摂食能力：作物損失評価における一要素」. Entomologia Experimentalis et Applicata . 39 (3). Wiley: 255– 260. Bibcode :1985EEApp..39..255T. doi :10.1111/j.1570-7458.1985.tb00467.x. ISSN  0013-8703. S2CID  86725952.
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  20. ^ 「樹木剪定ガイド」. 米国農務省森林局. 2007年4月26日時点のオリジナルからのアーカイブ。枝の根元の図が掲載されています。
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