維管束植物とは｜構造・木部と師部の役割・分類をやさしく解説

維管束植物の構造や木部・師部の役割、分類を図解と例でやさしく解説。基礎から成長・機能まで一目で理解。

維管束植物（維管植物）は、水やミネラル、および光合成の産物を体内で輸送するための特殊な組織（維管束）を持つ植物の総称です。維管束を持つことで陸上で大きく成長でき、体内で効率的に物質を循環させることができます。なお、コケ類のような非維管束植物は維管束を持たず、一般に小型で湿った場所に限られて生育します。

構造：木部（木質導管）と師部（篩部）の役割

維管束は大きく分けて二つの導管組織から成ります。木部（木質部、xylem）は主に根から吸い上げた水と無機溶質を葉へ運びます。一方、師部（phloem）は葉で作られた糖などの有機溶質を植物の各部へ輸送します（茎や根、成長点、貯蔵組織など）。師部は篩（し）細胞や篩管要素と伴細胞から構成され、木部は道管要素（維管束細胞、トラキエードや道管）などから構成されます。

主な特徴（ライフサイクルなど）

1. 維管束の有無：維管束植物は、植物体内に資源を循環させるための維管束組織を持ちます。このため、非維管束植物（先に挙げたコケ類など）より大きく発達し、立体的な体制を作ることができます。
2. 世代の優勢：維管束植物では、主な世代は胞子体（胞子を生じる世代ではなく、被子植物や裸子植物では配偶体と胞子体の関係が整っています）であり、体細胞は通常2倍体（2n）です。特に種子植物（裸子植物・被子植物）では胞子体世代が顕著に発達しています。

分類と代表例

維管束植物には大まかに次のグループがあります。

• シダ類（シダ植物）— 葉は羽状の複雑な形を取り、胞子で繁殖します。多くは地下茎や根茎を持ちます。
• ホーステイル（トクサ類）— 沿革的に古いグループで、茎が節と節間からなる特徴があります。
• リコフィト類（シダ植物門とは別の原始的な維管束植物）— 小型だが維管束を持つ例もあります。
• 裸子植物（例：針葉樹）— 種子を作るが果実は作らないグループ。多くは木本。
• 被子植物（被子植物は本文中の花木のような花を咲かせ、果実で種子を保護する）— 現在の陸上植物の大部分を占めます。

※上のリストでは、コケ類は例として挙げられますが、改めて注意すると、コケ類は維管束を持たない非維管束植物です。

水・物質輸送の仕組み

木部による水の上昇は、主に蒸散に伴う引力（cohesion–tension 理論）と水の分子間の引力（凝集力）によって説明されます。夜間や湿度の高いときは根圧が働いて水が押し上げられることもあります。一方、師部による有機物の輸送は、ソース（合成場所、主に葉）からシンク（貯蔵場所や成長点）へ溶質を濃度勾配と水の流れを利用して移動させる圧流説（流体圧力による輸送）で説明されます。

成長と二次成長（木本化）

維管束植物のうち、一部（特に裸子植物や被子植物の多く）は維管束形成層（分裂組織）による二次成長を行い、幹や根が太くなって木本化します。二次木部（木質部）の形成により大型の木が形成され、年輪などの形で成長の履歴が残ります。

まとめと重要性

維管束植物は、維管束という特殊な輸送組織を持つことで陸上環境に広く適応し、多様な形態・生態を獲得してきました。森林や農作物、園芸植物など日常生活と生態系の両面で極めて重要なグループです。構造（木部と師部）、輸送の仕組み、成長様式を理解することで、植物の水や栄養の流れ、成長や生態のしくみがよく分かります。

質問と回答

Q: 維管束植物とは何ですか?

Q: 維管束植物にはどのような種類がありますか?

Q: 維管束植物と非維管束植物の違いは何ですか?

Q: 維管束植物の主な生成段階は何ですか?

Q:維管束植物の水輸送はどのように行われますか?

Q: 木部と葉茎の機能は何ですか?

Q: 維管束植物がしばしば高等植物と呼ばれるのはなぜですか?

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