光合成をして生きる植物にとって，葉はなくてはならない存在だ。いかに効率よく光を浴び，より多くの有機物を生産するか。長い進化の歴史のなかで，植物は多様な葉の形を編み出してきた。例えば，ヒマワリは幅が広い大きな葉をつけて，イネは細長い葉をびっしりと立てる。葉の形はどのように決まるのだろうか。
葉の形作りを研究する東京大学教授の塚谷裕一は「細胞分裂する場所や速度の違いが決め手になっているようだ」と説明する。どんな形状の葉であっても，形を決める基本的な仕組みは共通している。植物の多くは葉の根元に細胞分裂組織をもち，ここから細胞を次々に押し出すようにして葉を作っている。葉の先端には古い細胞があり，根元にいくほど新しい細胞になっている。細胞分裂が盛んだった時期に作られた部分は幅広く，穏やかだと細くなる。「葉」といわれて多くの人が思い浮かべる楕円形や，先端が細くなったスペードの形は，こうした細胞分裂の速度変化の違いを反映しているとされる。
「同じ環境なら最適な葉の形があるはずだが，植物は種ごとにそれぞれ固有の形を守っている。1枚の葉を見るだけでどの種か判別できるほど，種内で安定している。変化する余地があるにもかかわらず，とても保守的に感じられる」と塚谷は語る。葉の大きさや構造を柔軟に変えるシステムをもつ一方で，植物は自身の葉の形状になぜこんなにも頑固なのだろうか。葉の形作りの不思議をひもとくと，植物の戦略や葛藤が見えてくる。
続きは日経サイエンス2023年7月号にて
協力 塚谷裕一（つかや・ひろかず）
東京大学教授。専門は発生遺伝学。葉の形作りから植物の多様性に迫る。ボルネオ島など熱帯地域にも赴き，菌従属栄養植物など多くの新種も発見している。