サボテンは、なぜ水をやらなくても枯れないの？
― 息をするのは、夜のあいだだけです

同じ部屋に置いた観葉植物は、数日水をやらないだけでしおれます。ところがサボテンは、ひと月ほったらかしても平気な顔をしています。ちがいをつくっているのは、体にためた水の量ではありません。水の「出口」をいつ開けるか、です。ふつうの植物が昼に開ける口を、サボテンは昼のあいだ閉じきっています。そのかわり、夜のうちに空気を取りこんでおくのです。

理由は、大きく2つあります

この2つは、ひとつづきの工夫です。順番に見ていきましょう。

植物の「口」は、どうしても水を逃がします

植物の葉の表面には、目に見えないほど小さな口がたくさん並んでいます。気孔（きこう）と呼ばれる穴です。植物はここから二酸化炭素を取りこみ、光を使って糖をつくります。

ところが、この穴には困った性質があります。二酸化炭素が入ってくる道は、そのまま水蒸気が出ていく道でもあるのです。葉の内側は水でしめっていますから、口を開けたとたんに水が逃げはじめます。

乾いた昼の空気は、この逃げ足をさらに速くします。気温が高いほど、空気はたくさんの水蒸気を吸いこめるからです。つまり植物は、光がいちばん強い時間帯に、いちばん激しく水を失うことになります。ふつうの植物は、根から吸い上げた水でこれを補っています。砂漠には、その補給がありません。

そこでサボテンは、思い切った選択をしました。昼は口を閉じる、と決めてしまったのです。図1の左が夜、右が昼のようすです。

夜に空気を「酸」の形でためる

昼に口を閉じたままでは、光合成の材料である二酸化炭素が入ってきません。光だけあっても、材料がなければ糖はつくれません。

そこでサボテンは、時間をずらしました。日が沈んで空気が涼しくなり、しめってくる夜に気孔を開けます。同じ量の二酸化炭素を取りこんでも、このときなら失う水はずっと少なくてすみます。

取りこんだ二酸化炭素は、そのままでは体の中にとどまってくれません。気体のままだと、また外へ抜けていってしまうからです。そこでサボテンは、二酸化炭素を体の中の物質とくっつけて、リンゴ酸という酸に変えます。液体に溶けた酸なら、細胞の中の袋にためておけます。

夜が明けると、サボテンは気孔をぴたりと閉じます。そして、ためこんだリンゴ酸から二酸化炭素をゆっくり取り出し、閉じた体の中だけで光合成を回します。外の空気とやりとりせずに、一日ぶんの仕事をこなすわけです。この昼夜逆転のやり方は、ベンケイソウ型有機酸代謝と呼ばれています。

まとめ

サボテンが枯れないのは、水をたくさんためているからだけではありません。乾いた昼に口を閉じ、しめった夜に開けるという、時間のずらし方そのものが答えです。光と材料を同じ時間にそろえることをあきらめて、水を守るほうを選んだ植物、と言ってもいいかもしれません。

昼に閉じ、夜に開ける。
サボテンは、水を減らすのではなく「失う時間」をずらしました。

水を運ぶ工夫という点では、木はなぜ、100メートルの高さまで水を吸い上げられるの？も同じ話の裏側です。動物の側の答えを知りたい方はラクダは、なぜ何日も水を飲まずに歩き続けられるの？を、砂漠そのものの厳しさは砂漠は昼あんなに暑いのに、夜はなぜ凍えるほど寒くなるの？をどうぞ。葉から水が出ていくはたらきについては森はなぜ、街より涼しいの？でも触れています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。栽培のしかたは種類や環境によって大きく変わります。実際の水やりは、育てている植物の性質にあわせて判断してください。