砂漠植物タマリクス・アフィラの葉の塩の結晶が水を吸収する仕組みは、人類が乾燥環境での集水技術を向上させるのに役立つ可能性がある。
タマリクス・アフィラは、葉から塩水を排出することで塩分の多い環境でも生き残ることができます。写真：マリー・アル・ハンダウィ/NYUアブダビ
高温で乾燥した砂漠地帯では、植物は根を地中深く伸ばして地下水を利用するなど、環境から淡水を抽出・貯蔵する様々な方法を発達させてきました。そして今、研究者たちは、葉に付着した塩の結晶を使って空気中の水分を吸収するという、他に類を見ない新たなメカニズムを発見したと、スミソニアン博物館が11月13日に報じました。この新たな研究は、米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載されました。
タマリクス・アフィラは、ギョリュウ科に属する塩分排出植物で、塩分濃度の高い土壌に適応しています。原産地はアフリカと中東の砂漠です。
植物は根から塩水を吸収し、必要な分だけ吸収した後、葉の腺から余分な濃縮塩水を排出します。「塩水滴は落ちるのではなく、表面に付着します」と、研究の共著者であるニューヨーク大学アブダビ校の化学者パンス・ナウモフ氏は説明します。水は灼熱の砂漠の太陽の下で蒸発し、葉に白い塩の結晶を残します。夜になると、これらの結晶は水分を含んで膨らみ始めます。
塩の結晶がどれだけの水分を吸収したかを正確に調べるため、研究チームはタマリクス・アフィラ（Tamarix aphylla ）の切りたての枝を実験室の砂漠を模擬したチャンバーに置いた。20分ごとに枝の重さを測ったところ、2時間後には約15ミリグラムの水分が吸収されていることがわかった。その後、枝を洗って塩の結晶を取り除き、実験を繰り返した。すると今度は、タマリクス・アフィラが吸収した水分はわずか1.6ミリグラムだった。
「この結果は我々にとって決定的なもので、水を集めるのに役立っているのは植物の表面ではなく、塩であることが証明された」と、研究の共著者でニューヨーク大学アブダビ校の材料科学者マリー・アル・ハンダウィ氏は述べた。
研究チームは他の試験も行い、タマリクス・アフィラ（Tamarix aphylla）の保水能力はテフロンの約2倍であることを発見しました。また、葉の塩の結晶の組成を分析したところ、塩化ナトリウム、石膏、硫酸リチウムなど、少なくとも10種類のミネラルで構成されていることがわかりました。これらのミネラルの組み合わせは、相対湿度が約55%と低い場合でも、空気中の水分を吸収するのに役立ちます。
ルイジアナ州立大学の生物学者マヘシ・ダサナヤケ氏は、塩の結晶は植物が水を吸収する手段を提供している可能性があると述べているが、植物が実際に塩の結晶が吸収した水を利用しているとは考えていない。「植物が水を得るためにエネルギーを使っているメカニズム的な根拠は見当たりません」とダサナヤケ氏は言う。
しかし、ナウモフ氏は、このメカニズムがどのように機能するかを理解することで、空気から水を集める新しい技術が生まれ、人類がより環境に優しい収集方法を開発したり、現在の人工降雨方法を改善したりするのに役立つ可能性があると述べた。
トゥ・タオ（スミソニアンによると）
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