茎とは？植物の定義・構造・機能をやさしく解説
茎とは何かをやさしく解説。節・節間の構造、輸送・貯蔵・成長の機能を図解で初心者にも分かりやすく紹介。
茎は、維管束植物の二つの主要な構造軸の一つで、個々の葉や花、枝などを支える中心的な部分です。茎は通常、節（node）と節間（internode）に分かれ、節の部分には葉や花、果実、または腋芽、円錐などの器官が付着します。
「茎」と「新芽」の違い
日常語では「新芽」と「茎」を混同することがありますが、区別すると便利です。一般に「新芽」は茎や葉、花などを含む植物の新しい成長全体を指します。一方、茎はその成長を支える構造軸そのものを意味します。
茎の主な機能
- 植物体を支え、葉を光の当たる位置に保ち、花や果実を付ける場所を提供する。
- 根と地上部の間で水や無機塩類、光合成産物を輸送する。これは主に木部（xylem）とフローム（phloem）によって行われる。
- 栄養素の貯蔵。塊茎や地下茎のように、でんぷんやその他の貯蔵物質を蓄える茎の例がある。
- 新しい生きた組織の生産。茎には分裂する細胞を含むメリステム（分裂組織）があり、新しい葉・茎・側枝などの組織を作り出す。
茎の構造（外観と内部）
外部から見れば、茎は節と節間、葉痕、葉柄の基部、芽（頂芽・腋芽）などで構成されています。内部では主に以下の組織が見られます：
- 表皮（epidermis）：外層で保護の役割を果たす。
- 皮層（cortex）：貯蔵や支持を行う細胞群。
- 維管束（vascular bundles）：木部とフロームからなり、水分や養分を輸送する。
- 髄（pith）：茎の中心部にある柔らかい組織で、貯蔵や支持に関わる。
一次成長と二次成長
若い茎は主に頂芽や茎頂のメリステムによる一次成長で長くなります。双子葉植物や多くの木本では、維管束間にできる維管束形成層（カンビウム）が活動して二次成長（太さの増加）を引き起こします。二次成長により年輪や木質（心材・辺材）や樹皮が形成され、多くの樹木の長持ちする組織はやがて生きていない細胞（死細胞）で構成される部分が増えます。
地下茎や匍匐茎などの変形
茎は地上に伸びるだけでなく、地下や地表を横走するものもあります。代表例：
- ストロン（匍匐茎）：イチゴのように地表を這って新しい個体を作る。
- 根茎（rhizome）：ショウガやゼンマイのような地下茎で栄養や芽を保存する。
- 塊茎（例：ジャガイモの塊茎）や塊根：栄養を貯めるために肥大した茎や根。
茎の変形による特殊な機能
茎は様々な形に変化して特別な役割を持つことがあります。例えば：
- とげや鋭い枝（茎が変形）で草食動物から身を守る。
- 多肉植物の茎は厚くなって水を貯える（サボテンなど）。
- つる植物の巻きひげは茎や茎の変形で、支持体に巻きついて登る。
- 葉が退化して茎が光合成を行うこともある（cladode・匍匐茎の葉化など）。
茎と細胞寿命・組織の生死
植物の細胞の寿命は種類や組織によって異なり、短いものは1〜3年程度のものもあります。樹木の長持ちする組織の多くは、やがて死細胞が積み重なって強い支持組織（木部の死細胞など）を作ります。一方で、表皮や維管束形成層などの生きた組織は成長や修復に重要です。
茎の成長制御と分岐
茎の伸長や分岐はホルモン（例：オーキシン、サイトカイニン）によって制御されます。頂芽優勢（apical dominance）と呼ばれる現象では、頂芽から出るオーキシンが腋芽の発芽を抑え、主幹の伸長を優先させます。剪定や損傷で頂芽が取り除かれると腋芽が成長して枝が増えます。
日常での観察例と利用
茎は園芸や農業で重要な役割を果たします。例：ジャガイモの塊茎は食用、ショウガの根茎は香辛料、サトイモの塊茎は食材、イチゴのストロンは繁殖に利用されます。また、茎を挿し木で繁殖すること（茎から新しい個体を作る）は多くの園芸種で行われます。
まとめ（ポイント）
- 茎は維管束植物の重要な構造軸で、節と節間が基本単位。
- 支持、輸送、貯蔵、新組織の生産が主な機能。
- 一次成長（長さ）と二次成長（太さ）を通じて形態を変える。
- 地下茎や匍匐茎など、多様な形態変化により生態的役割を果たす。
ホワイトアスパラガスとグリーンアスパラガス - 茎はこの野菜の食用部分です。
ステムに関する専門用語
茎は、貯蔵、無性生殖、保護または光合成に特化したものが多く、以下のようなものがあります。
ステム構造
茎の中で最も重要な組織は血管組織です。水分や養分の蒸散に大きな役割を果たしています。中空の管が多く、その中には木部血管やシュレンヒマ繊維などがあります。胚葉には生きた組織が含まれています。
亜麻の茎の断面図、基礎となる組織の位置を示す。Ep = 表皮; C = 皮質; BF = 桿体繊維; P = 葉状体; X = 木質; Pi = 髄
経済的重要性
茎が経済的に利用されている種は何千もあります。茎は、ジャガイモやタロイモなどのいくつかの主要な主食作物を提供しています。サトウキビの茎は砂糖の主要な供給源である。メープルシュガーは、カエデの幹から得られる。茎から得られる野菜は、アスパラガス、タケノコ、サボテンパッド、コールラビ、セイヨウアワダチソウなどである。香辛料のシナモンは木の幹からの樹皮です。
樹木の幹から得られるセルロースは、パンやすりおろしたパルメザンチーズなどの加工食品に含まれる食品添加物です。アラビアガムは、アカシア・セネガルの木の幹から得られる重要な食品添加物です。チューインガムの主成分であるチクルは、チクルの木の幹から得られる。
茎から得られる薬としては、シンチョナの樹皮から抽出したキニーネ、シナモンの原料となる同属の木から蒸留した樟脳、熱帯ブドウの樹皮から抽出した筋弛緩剤のクラーレなどがあります。
例えば、建物、家具、ボート、飛行機、ワゴン、車の部品、楽器、スポーツ用品、鉄道の紐、電柱、フェンスの柱、柱、爪楊枝、マッチ、合板、棺桶、帯板、樽の棒、おもちゃ、工具の取っ手、額縁、ベニヤ、木炭、薪など、木材は何千通りにも使われています。木材パルプは、紙、段ボール、セルローススポンジ、セロファン、セルロースアセテートやレーヨンのようないくつかの重要なプラスチックや繊維を作るために広く使用されています。竹の茎はまた、紙、建物、家具、ボート、楽器、釣り竿、水道管、植物の杭、足場を含む何百もの用途を持っています。ヤシの木やシダの幹は、建築によく使われます。リードの茎もまた、いくつかの地域では重要な建築材料です。
皮革のなめしに使用されるタンニンは、ケブラチョなどの特定の木から得られます。コルクはコルク樫の樹皮から得られます。ゴムは、Hevea brasiliensisの幹から得られます。家具やバスケットに使われる籐は、熱帯のつる性ヤシの茎から作られます。織物やロープの原料となる繊維は、亜麻、麻、ジュート、ラミーなどの茎から得られます。最も古い紙は、古代エジプト人によってパピルスの茎から得られた。
琥珀は木の幹の樹液を化石化したもので、宝飾品に使用され、古代の動物が含まれている可能性があります。針葉樹からの樹脂は、ターペンチンやロジンの原料として使用されます。樹皮はマルチングやコンテナ植物の栽培用培地としてよく使用されます。
観賞用植物の中には、主にその魅力的な茎のために栽培されているものがあります。
- 紙白樺の白皮
- コルクスクリューヤナギのねじれた枝とハリーローダーのステッキ（Corylus avellana 'Contorta'
- 赤く剥がれた紙皮のカエデの樹皮
質問と回答
Q: 維持型植物の茎とは何ですか?
A: 茎は、維管束植物の2つの主要な構造軸のうちの1つです。
Q: 植物の茎の機能は何ですか?
A:植物の茎の機能は、葉、花、果実の支持、木部と葉茎の根と上部の間の流体の輸送、栄養の貯蔵、新しい生体組織の生産です。
Q: 茎の節と節間とは何ですか?
A: 節とは、葉、花、球果、腋芽、または他の茎を保持する茎の部分であり、節間とは、節と節の間にある茎の部分です。
Q: 茎とシュートの違いは何ですか?
A:茎は維管束植物の2つの主要な構造軸のうちの1つで、シュートは一般的に、茎と葉や花などの他の構造を含む、植物の新しい新鮮な成長のことを指します。
Q: 植物のストロンとリゾームとは何ですか?
A:植物の中には、ストロンや根茎と呼ばれる地下茎を持つものがあります。
Q: 茎の中の分裂組織はどのような働きをするのですか?
A:茎の中の分裂組織は、分裂している細胞を含んでおり、新しい生きた組織を作るという機能を持っています。
Q: 樹木の中でより長持ちする組織の例は何からできていますか?
A:樹木の長持ちする組織の例としては、樹皮や木部管があり、これらはもう生きていない細胞からできています。
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