花びら５枚の花はなぜ多い

※ １万字あります。難度は高めです。

∫１　はじめに

花びらが５枚または５裂の花が多い気がしませんか？
偶然というには無理があるほど、５に偏っています。

花びらが５枚／５裂になりやすい要因があるかもしれません。

∫２　花のつくりを理解する

要因の検討に入る前に、花のつくりを理解する必要があります。

■１　数性とは

花を構成する部品が、特定の数で整えられているように見えるとき、
専門用語で「数性がある」といいます。

５が目立つときは「５数性」といいます。

目に留まりやすい要素として、以下の部位があります。

　① 雌しべ：　子房の形、柱頭（雌しべの先っぽ）の裂数
　② 雄しべ：　本数
　③ 花びら：　枚数または裂数
　④ ガク　：　枚数または裂数

最も派手なのは花びらなので、花びらが５枚の花が咲いていると、
「５が目立つなあ」ということになります。

1）花の外周を構成する、一連のグループがある

花びらと関連が強いのは、内側にある雄しべと、外側を支えるガクです。
　　　　　　　[ 雄しべ ] － [ 花びら ] － [ ガク ]　
この３部位は、分化発生学的に近い、一連のグループと考えてください。

［ 雄しべ は 花びら化することがある ］

［ガクが花びらっぽくなることがある ］

2）グループ間の数性は、異なっていてもよいことにする

　　① [ 雌しべ ] － [ 子房 ] グループの数性
　　② [ 雄しべ ] － [ 花びら ] － [ ガク ] グループの数性
　　③ [ 苞 ] －[ 葉 ]  グループの数性
が、一致するとは限りません。

グループ間の数性は、異なっていてもよいことにします。

3）倍数が出やすい

ときどき、倍数が出現します。
倍数が出現したときは、小さいほうの数を採用します。
細胞は二分裂するものなので、倍数は出やすいでしょう。

４）数性は目につく「傾向」にすぎない

現存する花の形は、さまざまです。
実際には、以下のケースもたくさんあります。
　・数性を決めるのに使う、花びらやガクがない
　・数が多すぎて、数性を考えられない
　・２種の数を採用している
　・最頻値があるだけで、数が絞り込まれていない
　・属や種によって数性がバラバラで、系統的特徴といえない

［ 花びらやガクは、必ずあるとは限らない ］

［ 数が多すぎて、いくつ？と聞かれても困る ］

［ 数えられるけど、決めかねる ］

全体として、数性は、あったりなかったり、強かったり弱かったりです。

数性は、生物を強力に支配する「法則」ではなく、
目を引くことの多い「傾向」と考えてください。

■２　「放射対称」と「左右対称」

花の形には「放射対称」タイプと「左右対称」タイプがあります。

・放射対称タイプ：　上向きの花に多く見られます。
・左右対称タイプ：　横向きの花に多く見られます。

左右対称タイプにも数性は出現するのですが、
雄しべや花弁が痕跡化したり、変形したりしていて、数えにくいです。
本記事では、変形の程度がひどくない、放射対称寄りの花を考えます。

［ 左右対称の花］　上下を考慮して花の形を整えている

［ 放射対称／左右対称は、科の中でばらばらのこともある ］

∫３　数性の分布

数性の全体像を把握します。

以下の科をピックアップします。
　① 数えやすい
　② 数が決め打ちで、揺らぎにくい　
　③ 科を見渡したとき、特定の数に数性が集中している

花びらの数が安定していれば、それだけで「数性あり」にします。
雄しべの本数を増やし、フサフサにするのは、よくある戦略です。

逸脱を許容します。
バラ科のワレモコウは横咲きで、花弁欠損、雄しべ４本、ガク４裂ですが、
バラ科全体に５弁の性質が頻出しますので、５を採用します。

［ 調査結果 ］
３数性：アヤメ科、ユリ科、ヒガンバナ科、キンバイザサ科、ツユクサ科、
　　　　パイナップル科、キジカクシ科、シュロソウ科、ミズアオイ科、
　　　　ラン科、アケビ科、ヤマノイモ科、クスノキ科、ウマノスズクサ科
　　　　（雄しべ多数）オモダカ科、バンレイシ科
４数性：アブラナ科、アカバナ科、カキノキ科、ジンチョウゲ科、グミ科、
　　　　ミズキ科、マンサク科、キブシ科、ジュズサンゴ科、モチノキ科、
　　　　ガリア科
　　　　（雄しべ多数）ケシ科
５数性：キク科、アジサイ科、サクラソウ科、フウロソウ科、アマ科、
　　　　キョウチクトウ科、リンドウ科、ツツジ科、ナス科、トベラ科、
　　　　イソマツ科、ツツジ科、ナデシコ科、カタバミ科、センダン科、
　　　　ハゼラン科、オシロイバナ科、ハナシノブ科、ベンケイソウ科、
　　　　キキョウ科、ムラサキ科、セリ科、ヒルガオ科、スイカズラ科、
　　　　クロウメモドキ科、イワタバコ科、トケイソウ科、ガマズミ科、
　　　　エゴノキ科、パパイヤ科、スミレ科、ヒユ科、キントラノオ科、
　　　　ウコギ科、ミツガシワ科、ユキノシタ科
　　　　（雄しべ多数）バラ科、キンポウゲ科、アオイ科、オクナ科、
　　　　フトモモ科、スベリヒユ科、オトギリソウ科、マタタビ科
６数性：ミソハギ科、
　　　　クチナシ（アカネ科）、アカバナチシャノキ（ムラサキ科）
７数性：ツマトリソウ（サクラソウ科）
８数性：チョウノスケソウ（バラ科）

全体傾向は、以下のようになりました。
　● 一番多いのは、５数性。
　● 平行脈が、３数性に集中している。
　● 網状脈では、多い順に、５数性、４数性、３数性。
　● ６、７、８数性は稀。

［ 一番多いのは、５数性 ］

［ 平行脈が３数性に集中している ］

［ 網状脈には、４数性も出現する ］

［６数性は稀 ］

部品の数を数えるだけでは、数性を明言できない科が複数あります。

・数に不定性がある
　ウリ科：花冠は5裂安定。雌雄異花で雄しべは3～5本で不定。
　タデ科：花冠はほぼ5裂。雄しべは５本＋増量分で不定。
　ツバキ科：種によって5が出るが、科全体として不定。雄しべ多数。
　モクレン科：種によって3が出るが、科全体として不定。雄しべ多数。

・数に不一致がある
　オミナエシ科（マツムシソウ目）：雄しべ4本、花冠5裂。
　マツムシソウ科（マツムシソウ目）：雄しべ4本、花冠5裂。
　ノウゼンハレン科（アブラナ目）：雄しべ8本、花弁5枚。
　アブラナ科（アブラナ目）：雄しべ6本、花弁4枚。

・シソ目
　シソ科：雄しべ2本か4本。左右対称。
　キリ科：雄しべ4本、花冠5裂。左右対称。
　オオバコ科：雄しべ2本か4本。左右対称。
　ゴマノハグサ科：雄しべ2本か4本。左右対称。
　キツネノマゴ科：雄しべ2本か4本。左右対称。
　ハマウツボ科：雄しべ４本、花冠４裂。左右対称。
　ノウゼンカズラ科：雄しべ4本、花冠5裂。左右対称。
　クマツヅラ科：雄しべ4本。花冠5裂。しばしば左右対称。
　モクセイ科：雄しべ2本。花冠の裂数は4、5、6～多数。

・属または種によって数性が異なる
　メギ科：属によって、3、4。雄しべ一致、または倍数。
　ブドウ科：属によって、4、5。雄しべ一致。
　アカネ科：属によって、4、5、6、それ以上。雄しべ一致。
　ニシキギ科：属によって、4、5。雄しべ一致。
　ミカン科：属によって、3、4、5。雄しべ一致、または倍数以上。
　カキノキ科：種によって、3、4、5。雄しべ一致。
　ノボタン科：種によって、4、5。雄しべ倍数。

・その他
　ショウガ科：たぶん３数性。変形が進んでいて、数を確認しかねる。
　マメ科：たぶん５数性。変形が進んでいて、数を確認しかねる。

細かく言えばいろいろありますが、
全体的には当初の印象の通り、「５が多め」で合っています。

全体傾向（再掲）
　● 一番多いのは、５数性。
　● 平行脈が、３数性に集中している。
　● 網状脈では、多い順に、５数性、４数性、３数性。
　● ６、７、８数性は稀。

∫４　数性の考察

本題です。

■１　花芽を作ろう

立体を隙間なく充填できる形に、６角で構成された形があります。
ハチの巣に規則的な６角形が見られるのは有名です。
（専門用語で六方最密充填といいます。本記事では６角充填と呼びます）

本当は細胞は球状の形をとりたいのですが、周囲にも細胞がいます。
丸い細胞同士で「押しくら饅頭」をすると、６角充填で落ち着きます。

細胞でカドができる、基本の仕組みは、丸型 ⇒ ６角です。

ハチの幼虫が過ごす部屋の場合、球に近い形でないと不都合ですが、
植物の細胞では、長辺、短辺の差が大きい長６角形でも問題ありません。

細胞の形は融通が利きます。
授業で観察した玉ネギの細胞の形は歪んでいたでしょう。
採取した部位によって、４角に近かったり、６角に近かったりします。
平行線が決め打ちされているときは、４角充填も落ち着く形の一つです。

さて、花芽を作りましょう。
花を突きだして、虫に止まってもらいたい。
先端を尖らせた、尖塔型のツボミを目指します。
土台の工事が始まります。

このとき、６角充填から外れる必要が生じます。
６角充填は平面が決まっているときに向く形で、尖塔用ではないです。

「上に向けて尖らせるぞー」と押し合って、
サッカーボール配置になって、落ち着くかもしれません。

中央に５角形の細胞１個、６角形の細胞を周囲に５個。
これで中央が尖った形になる。

５辺を土台にして、花弁や雄しべになる細胞を積んでいけば、
都合よく花芽の工事が進みそうです。

■２　クォーターロゼット咲きのバラ

突然ですが、バラの咲き方にクォーターロゼットというのがあります。

クォーターは、四分の一の意です。
中央部がおおむね４つに分かれた状態で、花弁がぎっしり詰まります。

「花びらの原基をねじこむスペースはもうないのに、
　もっと花弁を増やせと指令が来るんだ。しかも渦巻き禁止だって。
　現場のことも考えてよ。ごめん、もう無理、１つ落ちて！」

バラは５数性で、土台は５のはずです。
場所がなさすぎて、数がひとつ落ちたように見えます。

■３　３数性の花

アヤメ、ユリなど、平行脈の植物は、３数性に集中しています。

平行脈で安定性の高い形は４角充填です。

もともと４角充填していたところ、尖塔作りでひとつ減ったとか？

■４　椅子取りゲームモデル

６角充填だったものが、尖塔作りで５に減る（６ ⇒５）
５辺だったものが、場所を確保できなくて４に減る（５ ⇒４）
４角充填だったものが、尖塔作りで３に減る（４ ⇒３）

一つずつ数が減るのが特徴なので、
「椅子取りゲームモデル」と仮称します（瀬戸による呼称）。

６ ⇒５でなく、６ ⇒４、６ ⇒３になるケースもあるでしょう。
椅子取りゲームで、一度に、2脚、3脚、抜くようなものです。

■ ５　幾何学で考えすぎないように

サッカーボール構造の安定は、数学者が好みそうです。

生物に幾何学が出現すると、その美しさに魅了されますが、
生物の現象に幾何学を「適用」しないほうがよいです。

細胞は、変形を容認するユニットであって、固い板ではないです。
カドはなくせますし、カドを増やすこともできます。
縦に引き伸ばしたり、横に潰したりもできます。

柔らかい細胞が融通しあって、結果として幾何学図形が出現することと、
カドのある硬い板を用意して、模型を組み立てることを同義にはできない。

自然現象には、因果の方向があります。
科学における考察では、因果の方向に慎重でなくてはなりません。
等号の左右を区別しない数学とは異なります。

■ ６　生物を制限する「資源」と「余地」

生物は「資源」と「余地」という物理要因の影響を受けます。

「資源」がクリティカルであることは、理解しやすいでしょう。
植物は、光や肥料が不足すると生育不良になります。
動物は、食糧がなければ餓死、ビタミンがなければ欠乏症になります。

もう一つ。
生物が存在するためには、「余地」が必要です。

コンクリートの隙間で頑張る植物は、ド根性植物として愛されます。
狭いといっても多少の余地はあるので、なんとか生きていけるようです。

組織や細胞には容積がある。
この容積をなかったことにはできない。
資源ほどクリティカルではないにせよ、余地も制限要因になります。

鳥のヒナが成長したければ、殻を割って出るしかありません。
卵や胎児が大きいと、産道を通過しにくく、難産になりやすいです。
ヘルニアになると、狭い場所で神経が圧迫されて痛みます。
親不知は、歯が生える場所がないので空いている場所に出ようとします。

通常、スイカは球形ですが、型にはめると四角いスイカができます。
余地がなければ分裂を断念し、余地があるところではよく分裂します。

発生学では、細胞サイズで経過を考えます。

細胞容積一つ分のスペースを確保できないときは、
　カタチを変形してもらったり、
　密集地域からズレて下がってもらったり、
　分裂して二つになるのを断念してもらったり、
　存在するのを諦めて（自殺して）もらったり、
する必要があります。
このことが、将来の形や構造の起点になることがあります。

発生の一番最初のところに、卵割があります。
この工程では、サイズと位置を考慮した、精密な配置がなされます。

細胞には、容積がある。
脂質二重膜には、厚みがある。
線維には、太さがある。

現実は、物理、すなわち、物「体」が意味を持つ世界です。
数学で、点に大きさがなく、線に幅がないのとは、違います。

■７　押しくらまんじゅうをもっと詳しく

花芽ができる、最初のところはよくわかっていません。

もしかすると、押しくらまんじゅうは、等質ではないかもしれません。

たとえば、「花芽を作れ」というホルモンの指令を感知した、
最初の一つの細胞が、切り込み隊長になるケースです。

切り込み隊長が突起になって、活路を開きます。
周囲の兵隊たちは「隊長のあとに続けー」です。
ただし、突破孔が狭いので、脱落者が出るのを避けられない。
隊長が猛進しすぎて、脱落者２名になることもあるかもしれません。
隊長が先走りすると、子房上位になりそうです。
（４数性は、子房上位の比率が高い）

隊長の重役出勤もあるかもしれません。

隊長「まずは準備に専念します、分裂への参戦はあとにします」
周囲の細胞たちは、陣形の誘導なしで、各自、自由にします。
仮に「隊長はあとから」が起きた場合、子房下位になりそうです。
（6が出現する、ミソハギ科やアカネ科は子房下位です）

　① 椅子取りゲームモデルも、
　② 子房モデル（中央先行型／中央遅出型）も、
調べてみないと本当のところはわかりません。
データなしで、想像だけでモデルを立てると、たぶん派手に転びます。

∫５　余談　動物で余地問題

若かりし日、僕は、代謝内科の研究室に転属しました。

新しい分野に着手するときは、最初に基礎知識を取得します。
まずは、総説（論文のまとめサイトに相当）をたくさん読みました。
次いで、時間の許す限り、学会の教育講演を聞いて回りました。

当時、生活習慣病分野は、生化学が花盛りでした。

肥満細胞は脂質の貯蔵庫というだけでなく、分泌細胞でもあります。
肥満細胞が肥大するとアディポネクチンの分泌が低下し、
さまざまな問題が起きる･･･。

生化学病因論が活況の中で、毛色の違う講演が混じっていました。
その講演者は組織学が専門でした。

肥満細胞が肥大すると、隙間を通る毛細血管が圧迫される。
肥満細胞は、自身の肥大が原因で、血流不良の環境に置かれる。
アディポネクチンの分泌低下に、血流不良が関わっているかもしれない。

映し出された肥満細胞は、脂肪滴でパンパンに膨れ上がっていました。
隙間に極細の血管が通っていますが、血球は通りにくそうです。

動物の細胞は細胞壁がないので、植物に比べて柔軟です。
通常は変形で圧を吸収します。
それでも余地の要素が、病理と関わる可能性はある。

脳内が生化学と遺伝学でいっぱいになっている僕に、
「物理要因もあるかもしれない」の講演は驚きでした。

∫６　終わりに

星型は図形として、めちゃくちゃカッコよいです。

「よくできました」のマークには、サクラの５弁花が使われます。
チューリップやヒマワリではなく、サクラです。

恒星は、5角の星型☆で描きます。
恒星は星型ではないのに、です。
光の放射なら4角や6角でも表現できそうですが、なぜか5で描きます。

5角の星型はカッコよすぎて、必要以上に執着してしまいそうです。

大きく４つの可能性があるでしょう。
　① 構造理由：花芽を作るには、こうするしか道がない
　　（ボトムアップ、シーズ、生産現場の都合）
　② 選抜理由：完成品の合目的性がクリティカルで、淘汰で絞り込まれた
　　（トップダウン、ニーズ、市場における売れ筋の都合）
　③ 従前理由：当時のことはわからないが、前任者はそうしていた
　　（開発の手間をかけたくない、または、伝統縛り）
　④ 理由希薄：①②③の背景がどれもなかったので、適当に決めた

生物は、「たまたま」を系統的に引きずることがあります。
重篤な問題がないのであれば、最初に選んだ形を踏襲するのはアリです。

三番目の「従前」は、手間要らずで無難です。
構造を変えたければ、遺伝子が変異するのを待たなくてはなりません。
新製品を上市したとして、想定外の問題を含んでいるリスクもあります。

長い目でみれば、
　・政権交代：　有能な革新派が、保守派を破って議席を占める
　・大災害：　新しい環境条件が、絶滅寸前まで淘汰のナタを振るう
は起きるのですが、メインで使われる方針は従前です。
遺伝は、先代と同じ形質で次代を構築する仕組み、すなわち従前です。

四番目の「理由希薄」の可能性は、有力な仮説があっても除外されません。

文字には、表音文字系統と、表意文字系統があります。
たぶん、文字の開発をスタートしたときの、着眼のたまたまです。

霊長類の中で、ヒトだけがアスコルビン酸を合成できません。
たぶん、始祖が欠損変異を持つ家系だったという、たまたまです。

アミノ酸にはＤ体とＬ体があります。
生物はＬ体を使うことに決めましたが、これもたまたまかもしれません。

「神はサイコロを振らない」どころか、
縛る要因がないか、縛りが弱ければ、いつでもサイコロを振るでしょう。

従前の要因に縛られないのは、始祖だけとして、
タイムマシンで当時の「１回、出鱈目」を観察することはできません。

「花びら５枚の花はなぜ多い」という命題を立てたことについて、
自然は「たまたまっぽいけど気になる？　ヒトは５が好きなんだね」
と笑って見ていそうな気がします。

長い記事も終わりになりました。

花びら５枚の花も。そうでない花も。
どちらもかわいがっていただけたら幸いです。

写真・文　瀬戸 裕紀

掲載写真は全て著者による撮影です。著作権は瀬戸裕紀にあります。
以下の出典表示が可能です。
「花びら５枚の花はなぜ多い」, 瀬戸裕紀. ＳＮＳnote, 2024年8月3日
https://note.com/julikis_seto/n/nef48578191eb

「花びら５枚の花はなぜ多い」編集後記