How plants tell time - Dasha Savage

翻訳: Shiori Watanabe 校正: Tomoyuki Suzuki

In the 18th century,

18世紀

Swedish botanist Carolus Linnaeus designed the flower clock,

スウェーデンの植物学者 カルロス・リンナエウス（リンネ）は

花を開かせる植物で 花時計を設計しました

a timepiece made of flowering plants

that bloom and close at specific times of day.

一日の特定の時間に 開花し しぼむ花を使ったのです

Linnaeus's plan wasn't perfect, but the idea behind it was correct.

リンナエウスの計画は不完全でしたが 背景の考え方は正しいものでした

Flowers can indeed sense time, after a fashion.

花は確かに何らかの方法で 時間を知ることができます

Mornings glories unfurl their petals like clockwork in the early morning.

アサガオは時計仕掛けのように 朝早くに花弁を開きます

A closing white water lily signals that it's late afternoon,

スイレンがしぼむのは 夕方だというシグナルです

and moon flowers, as the name suggests, only bloom under the night sky.

ヨルガオは その名の通り 夜にしか咲きません

But what gives plants this innate sense of time?

しかし時間を知る植物の生得の能力の 仕組みはどうなっているのでしょう？

It's not just plants, in fact.

実際は植物だけではありません

Many organisms on Earth have a seemingly inherent awareness

地球上のたくさんの生物が １日のサイクルの中で

of where they are in the day's cycle.

今どの時間帯にいるのかを感じる能力を 受け継いでいるようです

That's because of circadian rhythms,

それは概日リズムのおかげです

the internal timekeepers that tick away inside many living things.

これは多くの生物の中で 刻まれている体内時計のことです

These biological clocks allow organisms to keep track of time

これらの生物時計のおかげで 生物は時間を知り

and pick up on environmental cues that help them adapt.

順応すべきことを知らせる 周囲の変化に気づくことができます

That's important, because the planet's rotations and revolutions

それはとても重要です なぜなら地球の自転と公転によって―

put us in a state of constant flux,

たとえそれは繰り返されるものであり 予測可能であるにしても

although it plays out in a repetitive, predictable way.

状況は常に変化し続けるからです

Circadian rhythms incorporate various cues

概日リズムにはさまざまな 手掛かりが用いられ

to regulate when an organism should wake and sleep,

生物は時間通りに起床し眠り

and perform certain activities.

特定の活動を行うことができます

For plants, light and temperature are the cues which trigger reactions

植物にとって 光と温度は

that play out at a molecular scale.

分子レベルで展開される反応の 引き金となります

The cells in stems, leaves, and flowers contain phytochromes,

根、葉、花の細胞はフィトクロムを含みます

tiny molecules that detect light.

光を検知するごく小さな分子のことです

When that happens, phytochromes initiate a chain of chemical reactions,

光を検知すると フィトクロムは 連鎖的な化学反応を引き起こし

passing the message down into the cellular nuclei.

細胞核に情報が伝わります

There, transcription factors trigger the manufacture of proteins

そこで転写因子が タンパク質生成を引き起こします

required to carry out light-dependent processes,

これは光合成のような

光依存性の反応に必要とされるものです

like photosynthesis.

These phytochromes not only sense the amount of light the plant receives,

これらのフィトクロムは植物が受容した 光の量を検知するだけでなく

but can also detect tiny differences

植物が吸収した波長の分布も

in the distribution of wavelengths the plant takes in.

知ることができます

With this fine-tuned sensing,

このような微調整された感知能力により

phytochromes allow the plant to discern both time,

フィトクロムは 日中と夕方といった

the difference between the middle of the day and the evening,

時間の違いや

and place, whether it is in direct sunlight or shade,

直射日光が当たっているのか 日陰にいるのか といった場所の違いを見分けられ

enabling the plant to match its chemical reactions to its environment.

それによって植物は周囲状況に応じた 化学反応を行います

This makes for early risers.

これは早起きの植物に役立ちます

A few hours before sunrise, a typical plant is already active,

日の出の数時間前には 典型的な植物はすでに活動していて

creating mRNA templates for its photosynthesizing machinery.

光合成を行うための mRNAの鋳型を作っています

As the phytochromes detect increasing sunlight,

フィトクロムが日射量の増加を検知すると

the plant readies its light-capturing molecules

植物は光受容分子を準備し

so it can photosynthesize and grow throughout the morning.

朝の間ずっと 光合成を行い成長することができます

After harvesting their morning light,

朝の光をたっぷりと吸収した後

plants use the rest of the day to build long chains of energy

植物は日中の残りの時間を デンブンなどグリコースポリマーの形態にした

in the form of glucose polymers, like starch.

長いエネルギーの鎖を 作ることで過ごします

The sun sets, and the day's work is done,

日が暮れると日中の仕事は終わりです

though a plant is anything but inactive at night.

しかし 植物は夜でも活動しています

In the absence of sunlight,

日光のない夜には

they metabolize and grow,

代謝し 成長します

breaking down the starch from the previous day's energy harvest.

前日に取りこんだエネルギー豊富な デンプンを分解します

Many plants have seasonal rhythms as well.

多くの植物は季節リズムも持っています

As spring melts the winter frost,

春の暖かさが冬の霜を溶かすと

phytochromes sense the longer days and increasing light,

フィトクロムは 日照時間が長くなり 光が強くなるのを感知し

and a currently unknown mechanism detects the temperature change.

また いまだ解明されていないメカニズムで 気温の変化を検知します

These systems pass the news throughout the plant

これらのシステムによって 春の訪れを体中に知らせ

and make it produce blooming flowers

暖かい天気につられてやって来る 花粉を運ぶ虫たちを

in preparation for the pollinators brought out by warmer weather.

花を咲かせ 待ちます

Circadian rhythms act as a link between a plant and its environment.

概日リズムは植物と周囲環境を 連動させるものとして作用します

These oscillations come from the plants themselves.

これらの変動は植物自身が 行っています

Each one has a default rhythm.

それぞれに予め組み込まれている リズムがあります

Even so, these clocks can adapt their oscillations

それでも これらの時計は

to environmental changes and cues.

周囲環境の変化や手がかりから 針を合わせることができます

On a planet that's in constant flux,

常に変動するこの地球では

it's the circadian rhythms that enable a plant to stay true to its schedule

概日リズムのおかげで植物は スケジュール通りに活動しながら

and to keep its own time.

自らのリズムを保つことができます