植物の導管、篩管は動物の動静脈系にたとえられますか

質問

植物に心臓はないが、導管によって水分や土中の栄養物質が全体に分布できるとすれば、これは動脈のように思えますが、篩管によって、たとえば葉でできたでんぷんが全体に運ばれるのでしょうか。でんぷんはグルコースなどに変えられなくても篩管の中を運ばれるのでしょうか。篩管がどこかで導管に合流しているというようなことはないのでしょうか。いずれも初歩的すぎる質問ですが、よろしくお願いいたします。

回答No.3

pseudos · ベストアンサー

Ｎｏｓ．１＆２の pseudos です。　Ｎｏ．２への 【補足】 をありがとうございます。

植物の導管・篩管を 完全に理解できているわけではありませんので、推測もありますが。m(_ _)m

＞ 動脈と静脈のことを考えると、肺静脈から心臓、大動脈を経た血液は酸素を全身へ配布しますが、たとえば膵臓から出たインスリンは大静脈を経て再び動脈に入らなければ全身には分布されません。
＞ 導管を動脈とすれば、静脈に相当する篩管の中の物は導管へつながらなければ、植物体全体へ分布できないと思っているということです。

動物の血管系 （閉鎖血管系） の場合は、動脈 → 毛細血管 → 静脈 への一方向性です （これであれば、動脈 → 静脈 はつながっている必要があります。節足動物・軟体動物 などの開放血管系については、ここでは触れません）。 一方、植物では、導管は 下部 → 上部への一方向性の物質輸送であるのに対し、篩管では 双方向性の物質輸送が可能で、それぞれの管の構造や物質輸送の方法・原理も異なります。

従って、導管と篩管を、「導管を動脈とすれば、静脈に相当する篩管の…」 という、物質輸送路 １系統の各構成要素 （動脈と静脈） と見なす よりは、導管と篩管を、構造・機能的に異なる、それぞれに独立した ２系統である と考えた方が良いのでは… と、私は思います。

私は、回答Ｎｏ．１で、「生物体内の（長距離） 物質輸送路の意味からは、植物の導管・篩管 （維管束の通道組織） は 動物の血管系に例えられる と、私は思います」 と書きました。ですが、もし、上記のようなことでは 「動物の血管系に例えられる とは言えない」 とのことでしたら、それでも構いません （これは、どちらかといえば、何をもって 「例えられる」 とするか の解釈の問題に、なってくると思いますので m(_ _)m ）。

導管での一方向性の・篩管での双方向性の物質輸送について、サイト１例を下記に貼らせて頂きます。このサイトでは、「導管での輸送は、緑葉での蒸散を駆動力としますので、一方向ですが、篩部転流では、シンクとソースの上下位置が逆になれば、逆方向に輸送することも可能となります。葉から種子へは上方向ですが、葉からイモへの糖の流れは下方向になります」 （原文ママ） とありました。

師管の物質輸送機構について （日本植物生理学会-みんなのひろば-）
http://www.jspp.org/cgi-bin/17hiroba/question_search.cgi?stage=temp_search_ques_detail&an_id=288&category=mokuji
.

お礼

篩管内の液体自身が双方向性に移動できるのでしょうか。頭が単純で、このことが理解できないのです。自分なりに努力してみます。再三お付き合いご教示いただきありがとうございます。

補足

濃度勾配によってスクロースが葉から実へ移動するとしても篩管中の、液体自身の動きはどうなっているのか考えてみたいと思います。スクロース血は反対にみのほうが濃度が高い物質もあると思いますが、液体自身がそれとは無関係に移動しているというのは想像しにくいことです。

回答No.2

pseudos

Ｎｏ．１です。　早速の 【お礼】 をありがとうございます。

＞ 篩管流転も読ませていただきましたが篩管に入った物質は根に集まるようなイメージで、この物質が再び植物体の各部位に運ばれる経路については明確な理解ができませんでした。

回答Ｎｏ．１で引用したサイトが、上記の点に関して、適切でなかったのかも知れません。m(_ _)m ですが、例えば、引用２ での 「スクロースは葉の中に蓄えられる（液胞に蓄えられます）だけでなく、葉から他の器官へと篩管を通って輸送（転流）されます」 （原文ママ）、引用４ での 「師部（≪中略≫）は、維管束植物において、特にスクロースを含む有機性栄養素を、植物全体の需要のある部分に輸送する生体組織である」 のように、篩管での物質輸送は、「他の器官」 「植物全体の需要のある部分」 への輸送であって、葉 → 根 に限定されたものではない （糖やその他の各種物質 〔「アミノ酸、いくつかのホルモン、更にメッセンジャーRNAのような有機分子」　原文ママ。引用４〕 は、当然のことながら、植物体の各部位で必要でしょうから） と、私は解釈致しました。m(_ _)m

ですが、質問者さまご自身でも、裏取り・補完をお願いできればと思います。m(_ _)m

補足

動脈と静脈のことを考えると、肺静脈から心臓、大動脈を経た血液は酸素を全身へ配布しますが、たとえば膵臓から出たインスリンは大静脈を経て再び動脈に入らなければ全身には分布されません。導管を動脈とすれば、静脈に相当する篩管の中の物は導管へつながらなければ、植物体全体へ分布できないと思っているということです。

回答No.1

pseudos

マダラにしか知らなかったので、ググってみました。勉強になります。ありがとうございます。m(_ _)m

まず、結論から申し上げれば、質問者さまもご指摘のように、「植物に心臓はない」 などの大きな違いもありますが、それでも、生物体内の（長距離） 物質輸送路の意味からは、植物の導管・篩管 （維管束の通道組織） は 動物の血管系に例えられる と、私は思います。

● ＞ 篩管によって、たとえば葉でできたでんぷんが全体に運ばれるのでしょうか。
＞ でんぷんはグルコースなどに変えられなくても篩管の中を運ばれるのでしょうか。

通常、光合成産物であるデンプンは、篩管 （師管） による長距離移動の際には、主に スクロース （ショ糖） の形で移動 （篩部転流 〔師部転流〕） します （下記引用１）。この転流糖は、植物種によっては、スクロース以外にも、ソルビトール（バラ科 など） などの様々なものがあるようです （下記引用２）。ちなみに、細胞間といった短距離移動の際は、グルコース （ブドウ糖） の形になります （下記引用３）。

１） ジャガイモとサツマイモの貯蔵デンプンの観察 （生きもの好きの語る自然誌）
http://natural-history.main.jp/Education/Photosynthesis/Strage_starch/Starch.html

２） 植物の炭素代謝 （研究紹介のページ－新谷　考央　Michigan State University, Biochemistry & Molecular Biology）
↑ 「光合成の最終産物とその移動」 「植物によって合成する炭水化物は異なる」 「篩管転流について」 の各項目をご覧下さい。
http://arayatakao.jimdo.com/%E5%8D%9A%E5%A3%AB%E8%AB%96%E6%96%87%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AD/%E6%A4%8D%E7%89%A9%E3%81%AE%E7%82%AD%E7%B4%A0%E4%BB%A3%E8%AC%9D/

３） 植物の道管、師管に関して。葉で作られた栄養は師管を通して地下茎や根などに運ば... （Yahoo! 知恵袋）
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1441676714

● ＞ 篩管がどこかで導管に合流しているというようなことはないのでしょうか。

導管 （道管） が、原形質を消失した、いわば死んだ細胞群による 水・無機塩類の一方向性の輸送をするのに対して、篩管では、生きている細胞群による 各種物質の双方向性の輸送をすることから （下記引用４・５）、両者が構造的に合流しているというのは、ちょっと考えにくいように、私は推測致します （不勉強なだけでしたら、ごめんなさい m(_ _)m ）。上記サイト３ に、それらしき （？） 言及もあります。

４） 師部 （Wikipedia）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%AB%E9%83%A8

５） 道管 （Wikipedia）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%93%E7%AE%A1

今回引用のサイトは、全てよそさまのサイトです。ありがとうございます。m(_ _)m

長文失礼致しました。

お礼

早速ご教示いただきありがとうございます。篩管流転も読ませていただきましたが篩管に入った物質は根に集まるようなイメージで、この物質が再び植物体の各部位に運ばれる経路については明確な理解ができませんでした。私の読み方が足りない可能性が高いのでこれから落ち付いて各サイトを参照させていただきます。