中学理科の学習でも登場する「気孔」ですが、その開閉する仕組みは結構複雑です。少し専門的な内容にも触れながら、気孔についての理解を深めていきたい。
大学で生物学を学び、現在は講師としても活動しているオノヅカユウに解説してもらおう。
ライター／小野塚ユウ
生物学を中心に幅広く講義をする理系現役講師。大学時代の長い研究生活で得た知識をもとに日々奮闘中。「楽しくわかりやすい科学の授業」が目標。
気孔
気孔（きこう）とは、植物の葉に存在する、ガス交換のための小さな穴のことを指します。気孔を形作るのは、孔辺細胞（こうへんさいぼう）とよばれる特別な細胞です。孔辺細胞の形が変形することで、その真ん中にできる穴=気孔が開いたり、塞がったりします。
一般的に気孔は葉の表よりも、裏面に多く存在しますが、例外的な植物も存在するので、後ほどご紹介しましょう。
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それではまず、どんな時に気孔の開閉がおきるのかをざっと見ていきましょう。
光合成を盛んにおこなうときに開き、水分不足のときは閉じる
前述の通り、気孔は植物に必要なガス交換で重要な役割を果たします。空気中の二酸化炭素がたくさん必要な時には気孔が大きく開くのです。
ご存じの通り、植物は二酸化炭素を光合成で使用します。つまり、日光が十分に得られる日中は、基本的に気孔が開き、光合成を盛んに行っているのです。
反対に、日光がない夜間には、光合成もできないため気孔を閉じてしまいます。
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ただし、気孔を開いているときには、植物内部の水分も飛んでいきやすくなってしまいます。植物が水分を水蒸気として放出することを「蒸散（じょうさん）」といいますが、この水蒸気も気孔から出ていくのです。
そのため、「いつでも昼は気孔を開きっぱなし」というわけにはいきません。日照りや雨不足で水分不足に陥っているときは、蒸散量を抑えるために気孔は閉じられる傾向にあります。
気孔をつくる孔辺細胞
孔辺細胞は、表皮の細胞がその形状と機能を変えていった（分化した）細胞です。
細胞の大きさは植物によっても異なりますが、おおむね10~80マイクロメートルほど。幅はそれよりも短かく、豆のような細長い形や、鈴をつぶしたような形（亜鈴型）になります。植物のグループによって孔辺細胞の形には共通性がみられるので、分類の助けにもなるんです。
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孔辺細胞内にはたくさんのミトコンドリアが存在し、盛んに細胞呼吸をしています。また、液胞も発達しているほか、他の表皮細胞には見られない葉緑体も存在しているのです。
液胞や葉緑体は、気孔の開閉や二酸化炭素の感知に重要な役割を果たしているといわれています。
＼次のページで「気孔の開閉の仕組み」を解説！／
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