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紅葉(こうよう、もみじ)は、秋に起こる落葉樹の葉の色が変わる現象。

なお、常緑樹も紅葉するものがあるが、緑の葉と一緒の時期であったり、時期がそろわなかったりするため、目立たない。ホルトノキは、常に少数の葉が赤く色づくのが見分けの目安になっている。また、秋になると草や低木の葉も紅葉し、それを「草紅葉」と総称していうことがある。

厳密には赤色に変わるのを「紅葉(こうよう)」、黄色に変わるのを「黄葉(こうよう、おうよう)」、褐色に変わるのを「褐葉(かつよう)」と呼ぶが、時期が同じなためか、ともに「紅葉」として扱われることが多い。しかし、同じ種類の木でも場所が違えば時期も違う。それは気温や湿度に関係する。複数の現象が同時に進む場合もある。葉がなんのために色づくのかについては、その理由は諸説あり、いまだ明らかになっていない。

紅葉は9月頃から北海道の大雪山を手始めに始まり、徐々に南下する。紅葉の見頃の推移を桜前線と対比して「紅葉前線」と呼ぶ。紅葉が始まってから完了するまでは約1か月かかる。見頃は開始後20 - 25日程度で、時期は北海道が10月、東北地方が11月、その他の地域は11 - 12月初め頃。ただし、山間部や内陸ではこれより早い。

紅葉や黄葉が進行する条件は、1日の最低気温が10℃以下の日が続くと色付き始め、さらに5℃以下になると一気に進むとされる。美しい紅葉の条件には「昼夜の気温の差が大きい」「夏が暑く日照時間が長い」「夏に充分な雨が降る」「湿気が少なく乾燥している」などの条件が必要。紅葉の名所にはこの条件をよく満たす山岳地帯が多い。

「もみじ」(旧仮名遣い: もみぢ)の名は、通説として、秋口の霜や時雨の冷たさに揉み出されるようにして色づく、「揉み出るもの」の意(「揉み出づ」の転訛「もみづ」の名詞形)であるという。

なお、鹿肉のことを「紅葉肉」と呼ぶのは、獣肉全般の精肉を生業とする「百々獣爺」からきている。

◆ 紅葉のメカニズム

普段、葉が緑色に見えるのはクロロフィルが含まれるからであるが、寒くなり日照時間が短くなるとクロロフィルが分解される。また、葉柄の付け根に離層という特殊な水分を通しにくい組織ができ、葉で作られた水溶性のブドウ糖や蔗糖などの糖類やアミノ酸類が葉に蓄積し、その糖から光合成を利用して新たな色素が作られたりする。その過程で葉の色が赤や黄色に変化し、紅葉が起こる。その後、落葉になる。

紅葉、黄葉、褐葉の違いは、それぞれの色素を作り出すまでの葉の中の酵素系の違いと、気温、水湿、紫外線などの自然条件の作用による酵素作用発現の違いが、複雑にからみあって起こる現象とされる。

◇ 紅葉の原理

葉の赤色は色素「アントシアン」に由来する。アントシアンは春から夏にかけての葉には存在せず、秋に葉に蓄積したブドウ糖や蔗糖と、紫外線の影響で発生する。

◇ 黄葉の原理

葉の黄色は色素「カロテノイド」による。カロテノイド色素系のキサントフィル類は若葉の頃から葉に含まれるが、春から夏にかけては葉緑素の影響により視認はできない。秋に葉の葉緑素が分解することにより、目につくようになる。なお、キサントフィルも光合成によってできた糖から出発し、多くの化学変化を経てできたものである。

◇ 褐葉の原理

・ 黄葉と同じ原理であるが、タンニン性の物質(主にカテコール系タンニン、クロロゲン酸)や、それが複雑に酸化重合したフロバフェンと総称される褐色物質の蓄積が目立つためとされる。

・ 黄葉や褐葉の色素成分は、量の多少はあるがいずれも紅葉する葉にも含まれており、本来は紅葉するものが、アントシアンの生成が少なかったりすると褐葉になることがある。

◆ 紅葉の進化

紅葉の至近要因については詳しく知られているが、そもそもなぜ紅葉があるのか、紅葉の進化的要因、進化的機能についてはふつう紅葉は葉の老化に伴う非適応的な副作用であると説明されており、長らく研究対象となってこなかったARCHETTI,M [外部リンク] The Origin of Autumn Colours by Coevolution。1999年に北半球の262の紅葉植物とそれに寄生するアブラムシ類の関係が調べられ、紅葉色が鮮やかであるほどアブラムシの寄生が少ないことが発見された。紅葉の原因となるアントシアンやカロテノイドはそれを合成するのに大きなコストが掛かるが、直接害虫への耐性を高めるわけではない。またアブラムシは樹木の選り好みが強く、一部の種は色の好みもあるとわかっている。そのため、紅葉は自分の免疫力を誇示するハンディキャップ信号として進化した、つまり「十分なアントシアンやカロテノイドを合成できる自分は耐性が強いのだから寄生しても成功できないぞ」と呼びかけているとみなせるHamilton,W.D. Brown,S.P. (2001)[外部リンク] Autumn tree colours as a handicap signal。アブラムシ以外の寄生者に対するハンディキャップ効果はまだ調べられていない。紅葉の進化的機能についてはまだ議論が続いている。

◆ 紅葉する木

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