紅葉と黄葉のしくみ｜葉が赤や黄色に変わる理由と、色づきを左右する条件

黄葉：もともとあった色が見えてくる

イチョウやポプラ、カツラなど、秋に黄色くなる木の色づきは、黄葉（こうよう、おうよう）と呼ばれます。黄色のもとは、先に紹介したカロテノイドです。秋に葉緑素が分解されていくと、夏の間は隠れていたカロテノイドの黄色が表に現れてきます。

つまり黄葉は、新しく色を塗るのではなく、上にかかっていた緑が抜けて、下の色が見えてくる変化です。カロテノイドは葉緑素よりも分解されにくいため、緑が消えたあとも、しばらく黄色が残ります。

イチョウの黄色が鮮やかな理由

イチョウの黄葉が目を引くのは、葉が一斉に黄色くなり、しかも赤い色がほとんど混じらないためです。街路樹として同じ木がずらりと並んでいることも、景色としての鮮やかさにつながっています。同じ並木でも、日当たりや建物の影の位置によって色づく時期がずれ、緑・黄緑・黄色が帯のように並ぶこともあります。

黄葉は、木によっては赤い色素も少しつくるため、だいだい色や赤みがかった黄色になることもあります。カエデのなかまにも、赤ではなく黄色に色づく種類があります。

紅葉：秋に新しくつくられる赤

カエデ、ハゼノキ、ニシキギ、ナナカマド、ドウダンツツジなど、赤く色づく木の赤は、アントシアニンという色素によるものです。アントシアニンは、ブルーベリーや赤じそ、紫キャベツなどの色と同じなかまの色素で、黄葉のカロテノイドとは違い、秋になってから葉の中で新しくつくられます。

糖と光が赤をつくる

アントシアニンのもとになるのは、葉の中の糖です。秋に離層ができてくると、光合成でできた糖が枝の方へ運ばれにくくなり、葉の中にたまっていきます。たまった糖を材料に、光を受けてアントシアニンがつくられ、葉が赤く染まっていきます。

この「糖があること」と「光が当たること」の二つが、赤い色づきの鍵になります。後で紹介する、色づきを左右する条件や、日なたと日陰の色の違いは、この二つから説明できます。

なぜわざわざ赤くするのか

葉を落とす直前に、わざわざ材料とエネルギーを使って赤い色素をつくる理由は、まだはっきりとはわかっていません。有力な考え方の一つは、赤い色素が日よけのように働き、弱った葉を強い光から守ることで、養分を回収する時間を稼いでいるというものです。ほかにも、虫に対する何らかの合図ではないかという説などがあり、研究が続けられています。

赤くなる木と黄色くなる木

どの木が赤くなり、どの木が黄色くなるかは、主にその木がアントシアニンをつくる性質を持っているかどうかで決まります。イチョウのように、ほとんど赤い色素をつくらない木は、どんなに寒暖差があっても赤くはならず、黄色に色づきます。

一方で、赤くなる性質を持つ木でも、条件がそろわなければ十分な量のアントシアニンができません。カエデのなかまが、年によって真っ赤になったり、だいだい色や黄色っぽくとどまったりするのはこのためです。木の性質と、その年の条件の両方が色を決めている、と考えるとわかりやすいでしょう。

黄葉の進み方を見る

イチョウの黄葉を近くで観察すると、一枚の葉の中でも、ふちのほうから先に黄色くなり、葉の付け根や葉脈に沿って緑が最後まで残ることがよくあります。葉緑素の分解と養分の回収が、葉の中で少しずつ進んでいる様子です。黄緑から黄色へ移るまでの数日から数週間、同じ枝の葉を見比べてみると、変化の順番がよくわかります。

褐葉：茶色になる木

ケヤキやクヌギ、コナラ、ブナなど、秋に茶色やくすんだ黄土色に色づく木もあります。この色づきは褐葉（かつよう）と呼ばれます。茶色のもとになるのは、タンニンのなかまの物質が変化してできる色素だといわれています。

褐葉は、赤や黄色ほど華やかではないため、あまり注目されません。けれども、雑木林全体が茶色や黄土色、黄色が入り混じった色に変わる景色は、晩秋らしい落ち着いた美しさがあります。ドングリをつける木の多くは褐葉するので、木の実探しのついでに葉の色にも目を向けてみてください。ドングリの木の見分け方はどんぐりで木を見分けるで紹介しています。

枯れ葉が冬も枝に残る木

褐葉する木の中には、葉が茶色く枯れたあとも、冬の間ずっと枝についたままのものがあります。カシワはその代表で、新しい芽が出る春まで古い葉が落ちにくいことで知られています。このことから、家系が途切れない縁起のよい木とされ、端午の節句の柏餅に葉が使われてきたともいわれます。クヌギやコナラの若い木でも、冬に枯れ葉が残っている姿をよく見かけます。

枯れ葉が残るのは、離層がしっかりできあがらないうちに葉が枯れてしまうためと考えられています。冬の雑木林で、茶色い葉をつけたままの木を見つけたら、どんな木か調べてみると観察の幅が広がります。

色はきれいに分かれない

実際の木の色づきは、黄・赤・茶のどれか一つにきれいに分かれるとは限りません。一枚の葉の中で、黄色の上に赤が重なればだいだい色に、緑が少し残れば黄緑やくすんだ赤に見えます。同じ種類の木でも、一本ごとに色の出方が違うことはよくあります。「この木は何色の木」と決めつけず、その年のその木の色を見るつもりで眺めると、観察が楽しくなります。