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Jun 07, 2024

On the Trails: 赤に至る多くの道

自生のオダマキの赤い花はアントシアニンによるものです。 (提供写真 / Deana Barajas) 赤および赤みがかった色は、さまざまな色素分子によってさまざまな方法で生成されます。 毎

自生のオダマキの赤い花はアントシアニンによるものです。 (提供写真/ディアナ・バラハス)

赤および赤みがかった色は、さまざまな色素分子によってさまざまな方法で生成されます。

毎年冬になると、ブルーベリーの小枝が赤くなっていることに気づきます。 それが私に色、特にその色について考えるようになりました。 他の植物にも赤色が見られます。多くの果実、ドワーフハナミズキの葉、オダマキの花などです。

赤および赤みがかった色は、さまざまな色素分子によってさまざまな方法で生成されます。 多くの場合、赤みの程度は色素分子の周囲の細胞液の化学的性質（酸性など）によって決まるため、（私たちが見たように）色がオレンジ色、ピンクがかった赤、または紫がかった赤になることもあります。 そして、顔料は他の多くの機能を持っているため、色に寄与せずに存在することがよくあります。

赤色を生成できる顔料をいくつか紹介します。

動物はヘモグロビンと呼ばれる赤い色素を持っており、（脊椎動物では）体中に酸素を運びます。また、赤い筋肉にはミオグロビンと呼ばれる同様の色素が含まれています。 皮膚の下の血液の赤さは、顔の赤み、一部のサルの赤い顔、およびマンドリル類人猿の顔の赤い斑点の原因となります。 ヘモグロビン分子の集団には代謝があり、古い分子が新しい分子に置き換わり、古い分子が分解されると、別の色素であるビリルビンと呼ばれる「ビリン」が形成され、尿の黄色と黄疸が生じます。

ビリルビンは、分類学的に多様な植物にも存在します。 ただし、この色素が色に寄与しているのはアフリカ南部原産のストレリチア属のみのようです。 これらのいわゆる極楽鳥植物には、仮種皮と呼ばれる栄養豊富な付属物がついた種子があり、その付属物は明るいオレンジ色で、種子を散布する鳥を惹きつけます。

動物にもメラニンと呼ばれる色素があります。 あるタイプのメラニン (ユーメラニン) は茶色と黒色を生成します。 脊椎動物では髪や皮膚を着色し、紫外線から皮膚を保護しますが、昆虫では他にも多くの役割があります。 しかし、別のフェオメラニンは赤と黄色を生成します。 茶色のユーメラニンと組み合わされて、アカギツネの毛皮の色と人間の赤い髪の原因となります。

ベタレインと呼ばれる他の色素は、赤から黄色、または赤から紫への段階的な色を生成します。 ベタレインの名前は、ビートのラテン名 (Beta) から取られています。 それらは、ナデシコ目のほとんどの分類科の植物と一部の菌類に発生します。 例としては、ビートだけでなく、アマランサス、サボテン、モウセンゴケなどが挙げられます。 どうやら、ベタレインは抗酸化剤として機能し、フリーラジカル（予期せぬ場所で結合して損傷を引き起こす可能性がある不対電子を持つ不安定な原子または分子。ただし、低濃度では適切な代謝機能もあります）を解除するように機能します。

アントシアニンは酸性条件下では赤色を発色します（アルカリ性条件下では青色）。 これらは植物において一種の日焼け止めとして機能し、過度に強い光から光合成機構を保護し、フリーラジカルや反応性酸素を除去し、光感受性の防御化合物を保護し、植物のストレス耐性を助けます。 それらは時々、いくつかの木の非常に若い葉に現れることがあり、そこでは強い光から身を守ったり、何らかの形で草食を阻止したりする可能性があります。 派手な秋色のカエデの葉、野生のオダマキの花、赤キャベツの中にそれらが見えます。

自生のオダマキの赤い花はアントシアニンによるものです。 (提供写真/ディアナ・バラハス)

カロテノイドは植物に広く分布しており、光合成のために光エネルギーをクロロフィルに伝達するのに役立ちます。 これらは抗酸化物質でもあり、フリーラジカルを除去します。 それらは、秋の葉や多くの花の黄色から赤、ニンジンのオレンジ色、熟したトマトの赤に至るまでの色に貢献します。 動物はこれらの色素を合成できないため、食物から摂取する必要があります。 そこでは、抗酸化物質および過剰なフリーラジカルの制御剤として、ビタミン A の前駆体として機能し、免疫力を高めます。 彼らは配偶者の選択や競争においても機能します。 アカクロタドリの雄の肩章や枢機卿の雄の明るい赤色は、キンカチョウの赤いくちばしと同様にカロテノイドによって生成され、その明るさは食事中の色素の利用可能性に依存し、雌は明るい雄を好む。 それらは魚類、両生類、爬虫類の色に寄与しており、耳、鼻、羽の皮膚が黄色で​​ある特定のコウモリの色にも寄与しています。