データサイエンスが解き明かす、植物が「動く」メカニズム

植物も自ら動いている！

植物は土に根を下ろして生活していて、動物のように素早く移動することはありません。しかし、葉などの一部の器官を動かす植物は実は多くあります。例えば、大豆などのマメ科の植物やケナフなどのアオイ科の植物の葉は、位置や向きを変えるように、毎日繰り返し動いています。葉の位置や向きのコントロールは光合成効率を高めるために重要です。植物は自分の成長に有利な条件を作り出そうと、ゆっくりと、しかし確実に動いているのです。

植物が動くメカニズムを理解するために

マメ科やアオイ科などの植物では、「葉枕（ようちん）」という部分が人体の関節のような役割を果たすことで、葉の柔軟な動きを生み出しています。植物の細胞は、動物にはない「細胞壁」という固い素材に覆われています。そのため、通常は柔軟な動きは難しいのですが、葉枕細胞の細胞壁には、ほかの植物細胞にはみられない小さな切れ込みがたくさん入っています。この切れ込みが、葉枕細胞の自在な伸び縮みを可能にしていると考えられます。それでは、葉枕細胞はどうやって葉の動きを生み出しているのでしょうか。葉の動きは、細胞壁に加え、葉枕で働く遺伝子や、葉枕内部で発生する力といった、さまざまな要素が複雑に絡み合って成立します。植物が動くメカニズムを理解するには、遺伝子や細胞、力学、形状といった複数の観点からデータを集め、それらをつなぎ合わせて研究を進める必要があります。

データサイエンスの適用

昨今は生物の分野でも、データサイエンスの有用性が注目されています。植物の動きについても、例えば、1つの葉から遺伝子と細胞、力学、形状などの時空間データを取得して数値化することにより、データ解析を通じて、数理モデルとして理解できるようになるはずです。数理モデル化の利点は、より客観的に種ごとの多様性を捉えられるようになることです。「言葉」による表現では人によって解釈が異なるリスクがありますが、それに頼らない、新しい観点での植物の理解と発見が進むものと考えられます。

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先生情報 / 大学情報

熊本大学理学部理学科准教授中田未友希先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

植物学、形態学、データ科学

先生が目指すSDGs

メッセージ

高校生活では、友人や先生などとの、さまざまな出会いを大切にしてください。自分が好きなものや将来やりたいことに気づくきっかけは、周りの人たちとの何気ない会話や行動の中に眠っているはずです。私も、高校時代に出会った、植物やきのこが好きな友人たちがいなければ、生き物の多様性の学問的なおもしろさに気づかず、研究テーマにもしなかったかもしれません。周りの人たちとの活動の中で、特にワクワクしたことはなんですか？　それを振り返ってみると、あなたの興味関心の種が見つかるはずです。

先生への質問

先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

熊本大学に関心を持ったあなたは

熊本大学は、「総合大学として、知の創造、継承、発展に努め、知的、道徳的、及び応用的能力を備えた人材を育成することにより、地域と国際社会に貢献する」という理念に基づき、地域のリーダーとしての役目を果たしています。かつ、世界に向け様々な情報を発信しながら、世界の学術研究拠点、グローバルなアカデミックハブとして、その存在感を高める努力をし、教育においては、累計30件にも及ぶ「特色ある教育プログラム」が優れた取り組みとして文部科学省から認定され、その教育力の高さと質の高い教育内容は定評のあるところです。