心皮とは
心皮（しんぴ）とは、被子植物の雌しべを構成する基本的な器官です。
英語ではCarpelと表記します。
心皮は、胚珠を包む子房を形成する花の器官で、一般的な雌しべでは、柱頭、花柱、子房の各部分に分化しています。
ただし、植物によっては花柱が非常に短いものや、明瞭な花柱を持たないものもあります。
1枚の心皮で1本の雌しべを構成する場合もあれば、複数の心皮が離れて存在する場合、複数の心皮が合着して1本の雌しべを形成する場合もあります。
心皮の数や合着の状態は、花の構造や植物の分類を理解するための手がかりになります。
心皮と雌しべの違い
心皮と雌しべは密接に関係していますが、厳密には同じ意味ではありません。
心皮は雌しべを構成する基本単位であり、雌しべは1枚または複数の心皮から構成される雌性生殖器官です。
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 心皮 | 雌しべを構成する基本的な花の器官 |
| 雌しべ | 1枚の心皮、または合着した複数の心皮からなる生殖器官 |
| 雌しべ群 | 一つの花に存在する心皮全体をまとめたもの |
例えば、エンドウでは1枚の心皮が1本の雌しべを形成します。
一方、オクラでは複数の心皮が合着して1本の雌しべになっています。
外見上の雌しべが1本であっても、必ずしも心皮が1枚とは限りません。
心皮を構成する部分
一般的な雌しべでは、心皮に由来する組織が柱頭、花柱、子房を形成しています。
柱頭（ちゅうとう）
柱頭は、花粉を受け取る部分です。
柱頭の形状や表面構造は植物によって異なり、花粉が付着・発芽するための環境を備えています。
複数の心皮からなる雌しべでは、柱頭が枝分かれするものや、合着して一つに見えるものがあります。
花柱（かちゅう）
花柱は、通常、柱頭と子房の間に位置する部分です。
柱頭に付着した適合性のある花粉が発芽すると、花粉管が花柱内部などの組織を通って子房方向へ伸長します。
花柱は植物によって長さや内部構造が異なり、明瞭に形成されない場合もあります。
子房（しぼう）
胚珠は子房内の胎座と呼ばれる部分についています。
子房の内部は、1つの空間になっている場合もあれば、隔壁によって複数の子房室に分かれている場合もあります。
一般的な有性生殖では、受精後に胚珠が種子へ、子房壁が果皮へ発達します。
心皮の数と合着の違い
心皮の構造は、数と合着状態によって、単心皮、離生心皮、合生心皮に区別できます。
単心皮（たんしんぴ）
単心皮とは、一つの花の雌しべが1枚の心皮から構成されている状態です。
代表例には、エンドウ、インゲンマメ、モモ、サクラなどがあります。
マメ科植物の莢（さや）は、1枚の心皮に由来する子房が発達した果実です。
離生心皮（りせいしんぴ）
離生心皮とは、一つの花に複数の心皮があり、それぞれが独立した子房を形成している状態です。
代表例には、コブシやアケビなどがあります。
それぞれの心皮が独立した雌しべとなり、受精後に個別の果実へ発達する場合があります。
ただし、心皮の一部がつながるなど、合着状態が単純に二分できない例も存在します。
合生心皮（ごうせいしんぴ）
合生心皮とは、複数の心皮が合着して一つの雌しべを構成している状態です。
代表例には、トマト、オクラ、ユリなどがあります。
合生心皮では、子房が一体化していても、花柱や柱頭が分かれている場合があります。
また、子房内に複数の子房室が形成されるものと、隔壁が発達せず、一つの子房室になるものがあります。
| 分類 | 心皮の状態 | 代表例 |
|---|---|---|
| 単心皮 | 1枚 | エンドウ、モモ |
| 離生心皮 | 複数枚が離れている | コブシ、アケビ |
| 合生心皮 | 複数枚が合着している | トマト、オクラ、ユリ |
子房の断面から心皮の数を調べる
心皮の数や配置は、子房の横断面を観察することで推定できる場合があります。
複数の心皮が合着し、それぞれに対応する子房室が形成されている場合、子房室の数が心皮数と一致することがあります。
例えば、オクラの子房は一般に5枚の心皮に由来し、複数の子房室を形成します。
一方、複数の心皮が合着していても、子房の内部が一つの空間になる植物もあります。
このため、子房室の数が必ず心皮の枚数を表すわけではありません。
より正確に調べるには、子房室の数だけでなく、隔壁、胎座の位置、花柱や柱頭の分岐状態などを併せて観察します。
心皮と果実の形成
心皮は、受精後の果実形成にも関わります。
一般的な被子植物では、子房壁が果皮へ発達し、胚珠が種子へと変化します。
ただし、果実の構造や可食部の由来は植物によって異なります。
トマト
トマトは複数の心皮が合着した雌しべから果実が形成されます。
成熟した果実では、子房壁に由来する果皮が発達し、内部の胎座や種子とともに果実を構成します。
ミカン
ミカンの果実は複数の心皮から形成され、内部の房は心皮に対応しています。
各房の内部にある果汁を含む砂じょうは、子房壁の内側に由来する組織が発達したものです。
リンゴ
リンゴでは、心皮からなる子房に加えて、花托など子房以外の花の組織も果実の形成に関わります。
食用となる果肉の大部分を、単純に心皮だけに由来する組織として説明するのは正確ではありません。
イチゴ
イチゴの赤く肥大した部分は、主として花托に由来します。
表面にある小さな粒状の部分は痩果と呼ばれ、個々の心皮に由来する果実です。
心皮の形成と植物の進化
心皮は、進化的には葉と相同な花の器官と考えられています。
典型的な心皮の形態は、葉状の器官が胚珠を包み込むように発達した構造として説明されます。
ただし、心皮の発生様式は植物によって異なり、すべてが単純に葉の両端を巻き込んで形成されるわけではありません。
被子植物では、この心皮によって胚珠が包まれることが、裸子植物との基本的な違いの一つになっています。
心皮は大胞子葉と進化的・形態学的に対応する器官ですが、「大胞子葉」や「花葉」を無条件に同義語として扱うのは適切ではありません。
心皮と受粉・受精の関係
心皮に由来する柱頭、花柱、子房は、受粉から受精までの過程に関わります。
一般的な被子植物では、柱頭に付着した花粉が発芽し、花粉管を伸ばします。
花粉管は子房内の胚珠へ向かい、多くの場合、珠孔から胚珠へ侵入して胚嚢に精細胞を届けます。
受精が成立する場所は、胚珠の内部にある胚嚢です。
受粉と受精は同じ現象ではありません。
柱頭に花粉が付着しても、花粉の発芽や花粉管の伸長、胚珠への到達が正常に進まなければ受精に至らない場合があります。
農業で心皮の構造を理解する意味
心皮の構造は、果菜類や果樹類の花と果実の形態を理解するための基礎になります。
例えば、トマトやオクラでは、子房の内部構造が果実の形状や種子の配置に関係しています。
また、心皮や子房の発達に異常が生じると、果実の形状や種子形成に影響する場合があります。
ただし、変形果が発生したからといって、直ちに心皮の形成異常と判断することはできません。
着果不良が発生した場合
着果不良には、花粉形成、花粉放出、受粉、花粉管伸長、受精、受精後の果実発達など、複数の段階が関係します。
施設栽培では、開花期だけでなく、花粉や雌性生殖器官が形成される開花前の温度履歴も確認対象になります。
高温、低温、湿度条件、栄養状態、樹勢、受粉方法などを調べ、原因を切り分けます。
異常花・変形果が発生した場合
子房や果実に変形が見られた場合は、同じ花房や開花時期の花にも異常があるかを確認します。
作物・品種の特性、花芽形成期の環境条件、栄養状態、薬剤使用履歴などを併せて調査します。
心皮の外観だけから、特定の養分欠乏やホルモン異常を断定することはできません。
設備・薬剤による対策の判断
遮光、換気、細霧冷房などは、施設内の温度や湿度条件を調整するための手段です。
ただし、花粉管の伸長不良や着果不良が起きたという理由だけで、特定の設備導入を推奨することはできません。
また、植物成長調整剤は、対象作物、使用目的、使用時期、使用方法などの登録条件を確認して使用します。
対策は、原因調査と栽培条件の確認を行ったうえで選択します。
心皮について誤解されやすい点
- 心皮1枚と雌しべ1本は常に同じではありません。複数の心皮が合着して、1本の雌しべになる場合があります。
- 子房室の数だけで心皮数を確定することはできません。胎座の位置や隔壁、柱頭などの構造も確認します。
- 子房と胚珠は異なる器官です。通常、子房壁は果皮へ、胚珠は種子へ発達します。
- すべての果実の可食部が心皮由来とは限りません。リンゴやイチゴのように、子房以外の組織が大きく発達する植物もあります。
関連する資材分類・農業用語
心皮の参考動画
心皮は雌しべを構成する器官です。花の中で雌しべがどのような位置にあり、どのような働きをするのかを理解するため、次の動画が参考になります。
見つめてみよう！植物の世界（15）花の役割
科学技術振興機構（JST）・サイエンスチャンネル
再生時間：約14分／制作年度：2008年
花冠、雄しべ、雌しべなど、花を構成する部分を紹介し、さまざまな植物の花を観察する内容です。
動画について：
この動画は、花と雌しべの基本的な構造を理解するための補助資料として紹介しています。
単心皮・離生心皮・合生心皮の違いを専門的に解説する動画ではありません。心皮の詳しい構造については、参考資料に掲載した植物形態学教材を参照してください。
農材ドットコムが制作・管理している動画ではありません。動画の公開状況やURL、視聴条件などは公開元の都合により変更される場合があります。
参考資料
- 福岡教育大学「雌しべと心皮」
- 福岡教育大学「花を構成する要素」
- 福岡教育大学「子房の位置と果実」
- 日本植物生理学会「トケイソウの花の非対称性について」
- 日本植物生理学会「花びらのようになった、ユリのおしべについて」
- 日本植物生理学会「葉が進化して花という器官になったのはなぜですか？」
- Royal Botanic Gardens Sydney「Carpel」（植物学用語集・英語）
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