木には「筋肉」があった——傾いた幹を起こし、行きすぎたら引き戻す「あて材」の働き

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台風で傾いた木が、何年かするとまた空に向かって真っすぐ伸びている。斜面に生えた木が、根元でぐいと曲がって上を向いている。木には、崩れた姿勢を自分で立て直す力があります。ではその力は、幹のどこから出ているのか。フランスの国立農業・食料・環境研究所（INRAE）とクレルモン・オーヴェルニュ大学のチームが、若いポプラを使ってこれを調べ、結果を植物学の専門誌New Phytologistに発表しました。幹の片側に作られる「あて材」と呼ばれる特別な木材が、動物の筋肉とよく似た段取りで幹を起こし、起こしすぎたら今度は逆向きに引いて止めている——そういう話です。

傾いた幹を引き起こす「あて材」

木が傾いたとき、幹の中で何が起きているのかは、林業や木材の世界ではずいぶん前から知られていました。広葉樹の場合、傾いた幹の上側に、ふだんとは性質の違う木材が作られます。これが「あて材（あてざい）」で、英語では引っ張る側にできることからtension wood（テンションウッド）と呼ばれます。あて材の細胞は成長して固まるときに縮もうとする性質があり、幹の上側だけが縮めば、幹はその側へ引き上げられます。ゴムひもを片側にだけ貼って引っ張れば棒が曲がる、あの動きです。

山の斜面に立つ木の根元がグッと曲がって上を向いているのは、この働きの見えやすい例です。ちなみに針葉樹は逆で、傾いた幹の下側に押し上げる方向の木材（圧縮あて材）を作ります。どちらにしても、仕組みの中心は「片側に特別な木材を作って幹を持ち上げる」ことでした。

木材業界では、あて材はむしろ嫌われ者です。内部に強い張力を抱えているので、製材すると反ったり割れたりしやすく、乾燥でも暴れる。まっすぐで扱いやすい木材を作るうえで、あて材をどう減らすかは昔からの課題でした。

植物に備わっていた「自分の姿勢を知る感覚」

傾いた木が上向きに曲がるだけなら、話は「重力を感じて上に伸びる」で済みます。ところが実際の植物の動きは、それだけでは説明がつきません。もし重力を感じて上に曲がり続けるだけなら、幹は垂直を通り過ぎて反対側へ倒れ込み、振り子のように行ったり来たりするはずです。現実の植物はそうならず、真っすぐになったところでぴたりと止まります。

この「行きすぎない」理由を突き止めたのが、2012年にINRAEが加わったチームが米国科学アカデミー紀要（PNAS）に出した研究でした。植物は重力や光の向きだけでなく、自分の体がいまどれくらい曲がっているかを感じ取り、その情報を使って姿勢を整えている。動物が目をつぶっても腕の位置が分かる感覚を「固有受容感覚（プロプリオセプション）」と呼びますが、それと同じ種類の感覚が植物にもある、という発見です。植物の姿勢制御を語るときの土台になった研究で、そこから十数年がたっています。

ただ、ひとつ穴が残っていました。感覚があることは分かった。では、その感覚の指示を受けて、実際に幹を動かしているのは何なのか。曲がりすぎた幹を戻すには、引き起こす力とは逆向きの力がどこかで出ていなければなりません。あて材は上側にしかできないと考えられていたので、木の幹にはブレーキに当たる部品が見当たらなかったのです。

重力と光を奪う実験装置

今回のチームが用意したのは、木から重力の手がかりと光の向きの手がかりを両方とも取り上げる装置でした。内側の全方向から一様に光が当たる球体の中に、水平の回転台を置き、そこに若いポプラを載せてゆっくり回し続けます。回り続けている木にとっては、重力の向きが一定せず、光もどこから来ているのか分からない。残っているのは、自分の幹がいまどう曲がっているかという感覚だけです。

実験は二段構えでした。まず、若いポプラを横倒しにして育てます。木は重力を感じて幹の先を上に持ち上げ始め、十日ほどで幹がはっきり曲がった状態になります。ここまでは、上側にあて材ができて幹を引き起こす、よく知られた動きです。曲がった木を、今度はその球体の装置に移して回転を始めます。ここから先、木は重力も光の向きも頼れません。

反対側に現れた同じ木材

数週間かけて、幹は少しずつ曲がりを解き、真っすぐな形に戻っていきました。重力も光もないのだから、木は「上」を知りません。それでも、自分の曲がりを感じ取り、それをゼロに近づける方向へ体を動かしていたことになります。

研究チームは、この期間に新しくできた木材の断面を調べました。すると、装置を動かしたあとは、それまで幹を引き起こしていた上側でのあて材づくりが止まり、代わりに反対側に、上側にできていたものと見分けがつかない同じあて材ができていました。反対側のあて材が縮めば、幹は逆向きに引かれ、曲がりが解けていきます。

これは、ヒトの腕で言えば、ひじを曲げる筋肉と伸ばす筋肉の関係そのままです。片方が引いて動かし、行きすぎたらもう片方が引き戻す。互いに逆向きに働く一対の筋肉を拮抗筋（きっこうきん）と呼びますが、木の幹は、同じ木材を右と左で作り分けることで、この拮抗筋の仕事をやってのけていました。つまり、あて材は「傾いた幹を起こすための片側だけの部品」ではなく、起こす側にも止める側にも回れる、一種の筋肉だったわけです。そしてどちらの側に作るかを決めていたのは、重力でも光でもなく、木が自分の曲がりをどう感じているか、でした。

研究を率いたINRAEのブルーノ・ムーリア氏は、木の幹の木質部で本物の「感覚と運動のループ」が回っていた、と表現しています。感じて、材を作って動かし、その結果をまた感じて修正する。動物の姿勢制御そのものの流れが、木材を作るという、ずいぶん時間のかかる手段で実現されていました。

木材の質と倒れにくい木への応用

おもしろい話で終わらせないのが、この研究のもう一つの持ち味です。先に書いたように、あて材は木材の質を落とす原因です。ムーリア氏は、あて材を上側・反対側と順に作っていく段取りの調整がうまくいかないと、幹の内部に余計な張力が残って木材の質に響く、と述べています。逆に言えば、この切り替えを上手にこなす木は、まっすぐで、内部の力が抜けた、扱いやすい材になる。姿勢を立て直す力と、良い木材になる力は、同じ仕組みの表と裏だということです。

暴風や地すべりで押し倒された木が、どれだけ姿勢を回復できるかも、この仕組みの出来にかかっています。極端な気象が増えると見込まれる中で、木の「立ち直る力」を評価する視点として使えるかもしれない、とチームは見ています。また、姿勢を感じ取る力の強い品種を選ぶという育種の方向も示していて、例として挙がっているのが、穂が重くなった穀物が収穫前に倒れてしまう「倒伏（とうふく）」への対策です。木の話から始まって、田んぼや麦畑の悩みにつながっていく研究でした。

なお、この研究にはフランス国立宇宙研究センター（CNES）が資金を出しています。重力を感じられない環境で植物がどう姿勢を保つかは、宇宙で植物を育てるときにそのまま問題になるテーマで、装置が重力を打ち消す設計になっているのも、その関心と無縁ではなさそうです。

解釈上の留意点

「木の筋肉」という言い方は、あくまで働きの上での例えです。動物の筋肉のようにタンパク質が縮む仕組みがあるわけではなく、動きにかかる時間も数週間単位で、目で追える速さではありません。また実験に使われたのは若いポプラで、大きく育った木や他の樹種でも同じように左右の切り替えが起きるかは、この研究の範囲を超えます。あて材づくりが細胞レベルでどう制御されているのか、姿勢の感覚がどの段階に効いているのかといった細かな点は、論文の中身を追う必要があり、この記事ではプレスリリースとチームの説明に沿って書いています。

画像について

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出典

INRAEのプレスリリース：A newly discovered role for tension wood: the “muscle” trees use to correct their posture

論文：Caulus A. et al. (2026) Proprioception drives tension wood formation for autotropic straightening and postural control in trees. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.71238

ニュース記事：Newly identified ‘muscles’ shape trees in way once thought uniquely animal（New Atlas）