高架橋の下のいたるところで見られるツタは、どうやってそこまで「登る」のでしょうか?

鉄とコンクリートで覆われた街の通りを歩くと、空気は車の排気ガスと焦げたアスファルト道路の焦げた臭いで満たされています。この時、私たちはツタの壁で覆われた高架道路に到着しました。まるで「オズの魔法使い」の都会版にいるかのようで、新鮮さと涼しさを感じました。

高架橋の下のツタの壁

出典：編集者撮影

ツル性植物ってどんな植物ですか？垂直に成長するにはどうすればいいですか?壁をよじ登ったら高架橋の構造は破壊されるのでしょうか？

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ツタは1種類の植物だけを指すのではない

壁一面に緑のつる植物が伸びているのを見ると、私たちは無意識のうちにこの植物はツル植物と呼ばれるものだと考えてしまいますが、実はツル植物はさまざまなつる植物を含む総称です。最も一般的で典型的なつる植物は、ナツヅタ、ナツヅタなどのナツヅタ属に属します。つる植物の色は季節によって変化することがよくあります。 9月から10月にかけて、ツタは徐々に緑から赤に変わり、街に新しい表情を添えます。多年生の大型落葉樹の蔓性植物として、つる植物は適応力が強く、日陰で湿気の多い環境を好みますが、強い光を恐れません。耐寒性、耐干ばつ性、耐不毛性があります。特に、緑地が継続的に侵食されている都市では、垂直緑化の実践につる植物が広く導入されています。

ディジン（葉は単葉で、短い枝に生え、浅く裂けた3つの葉があり、春と夏は緑色で、秋には赤やオレンジ色に変わります）画像出典：idongde.com

五葉錦（葉は掌状の五葉複葉で、葉は細長い小葉を持つ。春から夏は緑色、秋には鮮やかな赤色に変わる）

画像出典: idongde.com

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ツタはどうやって高架橋を登ったのでしょうか？

葉聖涛氏はエッセイ「蔦の足」の中で、文学的な観点から蔦の足について綿密な観察と描写を行った。ツタの「足」は実際には吸盤であり、これがツタが高い壁を登ることができる主な理由です。それで、この吸盤の何がそんなに不思議なのでしょうか?科学的な視点から謎を探ってみましょう！

ツル植物の「脚」と「足」

画像出典：The Paper。ツタが様々な壁面にしっかりと付着できる理由は、2つの側面から詳しく説明できます。 1つ目は、吸盤の独特な構造特性です。科学者たちは走査型電子顕微鏡を使ってツタの吸盤を観察し、吸盤の直径はわずか1～3mmであるものの、無数の小さなスポンジのような穴と相互に連結した微細な溝があることを発見した。これらの微小管と微細孔によって形成されるスポンジのような構造により、ツタの吸着能力が急激に増加します。

巻きひげと未成熟の吸盤の走査型電子顕微鏡画像

画像出典：参考文献[1]

吸盤は「物理的防御」により構造を強固にするだけでなく、「化学魔法」により吸着力を相乗的に高めます。ツタが上に向かって登るにつれて、吸盤は内部の微細孔から一種の粘液を分泌します。吸盤が壁に当たると、ゆっくりと化学反応が起こり始め、吸盤が壁にしっかりと付着します。そのため、吸盤が壁に接触すると、吸盤の先端が接触によって継続的に刺激されるため、分泌物が継続的に生成され、吸盤内に空気が「巻き込まれる」ことになります。吸盤の成長過程で、吸盤内に「包まれた」空気中の酸素が徐々に消費され、吸盤内に負圧が形成され、吸盤と壁の密着性が高まります。

粘液を放出して粘着力を高める這う吸盤のイラスト

画像出典：参考文献[2]

吸盤1個は成長・発達の過程で自重の260倍の重さに耐えることができ、最大で自重の200万倍以上の引張力に耐えられることが分かっています。したがって、一見細くて壊れやすい触手や吸盤を過小評価しないでください。ある程度の力を入れなければ、外すのはやはり難しいです。

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ツタは橋に損傷を与えるでしょうか?

ニュースやインターネットなどで「住宅街や古い家屋のツタは定期的に掃除しましょう」という報道を見たことがあるかもしれません。では、なぜクリーパーを掃除する必要があるのでしょうか?

まず、古い建物の中には、壁の小さな亀裂がツタが登るための「運び口」になっているところがあります。ツタの触手は壁の亀裂に入り込み、壁の亀裂を広げていきます。ツタの吸盤が分泌する酸性物質は、ある程度の壁の腐食も引き起こし、地震などの自然災害に遭遇したときに古い建物が倒壊する可能性が高くなります。

画像出典：Shangguan News 第二に、ツタの蔓延は住民の生活の質と快適さにも影響を与えるでしょう。夏にはツタの周りに大量の蚊が集まり、蚊に刺されたり病気が伝染したりする可能性が高まります。ツタに囲まれた家は、照明や熱伝導に影響を与え、部屋が寒くて湿気が多くなります。さらに、その地域を覆う大量のツタは、公共の安全に対する一定のリスクをもたらします。冬の水不足の季節には、ツタの葉は一時的に枯れてしまいます。この時、枯れた葉は天然の「燃料」になります。火災が発生すると、ツタは炎の「ガイド」になります。そのため、ツタが蔓延している地域では、火災を防ぐために定期的にツタの除去が行われます。

画像出典: Infinite Leshan

ツタは建物にある程度害を与えるようです。では、なぜ都市の高架橋の下にはいつもツタが生えているのでしょうか?まず、高架橋のほとんどは、主な構造材料として鉄筋コンクリートを使用しています。橋体自体は耐食性が強く、橋体表面の隙間の大きさは一般的に無視できます。そのため、ツタの吸着や腐食が高架橋に与える影響は極めて小さいと言えます。さらに、高架橋は都市交通空間に存在するため、ツタが住民の生活の質に与える影響はほとんどありません。したがって、都市高架下にツタを導入することは、実際には「本質を取って不純物を取り除く」ことでリスクを回避し、ツタの利点を最大限に生かす活用方法です。

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高架橋の下につる植物を植えることの利点は何ですか?

まず、ツタはヒートアイランド現象（大量の人工暖房、建物や道路などの高蓄熱体、緑地の減少などにより都市の「高温化」が起こることを指す）を緩和することができます。都市のヒートアイランド現象は現在徐々に強まり、都市の気温が上昇して「炉」のようになってきています。適切な場所につる植物を植えることで、コンクリート表面の緑化面積を最低コストで大幅に増やすことができ、都市のヒートアイランド現象を効果的に緩和し、都市を涼しくすることができます。

画像出典: Photo Network

第二に、ツタは橋を保護することができます。アイビーは日傘だけでなく傘としても使えます。雨が降ると、雨はまずツタの葉に当たり、葉が雨を濾過して緩衝します。こうすることで、雨による高架橋の濡れや流失の激しさが大幅に軽減されます。

最後に、ツタは都市環境を効果的に美化することができます。ツタは他の植物に比べて登攀力が強く、橋の下から高架橋の橋床まで直接登ることができるため、都市の緑地を効果的に増やすことができます。ナツヅタの強い適応性と耐性は、よく成長して枝や葉を豊かに茂らせるために多くの手作業による管理やメンテナンスを必要としないことを意味します。さらに、大都市では、高架道路には多くの自動車の排気ガスや騒音が充満しています。高架下にツタを植えると、空気が浄化され、騒音が軽減されます。

出典：編集者撮影

したがって、高架橋の場合、ツタの植え付けと成長は、デメリットよりもメリットの方が多いと言えます。都市の平面に緑地を拡大することは難しいため、垂直緑化植栽を選択することで、都市の美しさと野性が増すだけでなく、都市の生態学的品質も向上します。なぜそれをしないのですか?

参考文献

[1]何天仙。ナツヅタ吸盤の接着に関する研究[D]華南理工大学、2012年。

[2]S. Xi、F. Tian、​​G. Wei、X. He、Y. Shang、Y. Ju、W. Li、Q. Lu、Q. Wang、バイオインスパイアード適応性接着剤のための可逆性樹枝状結晶強化ポリマーゲル。上級マター。 2021, 33, 2103174.

[3] 田福林、李紅、劉成燕、王志佳、程光栄、趙海波。ガスクロマトグラフィー質量分析法と高性能液体クロマトグラフィー-タンデム飛行時間型質量分析法によるナツヅタの吸盤分泌物の分析[J]。物理化学試験（化学セクション）、2013年、49（10）：1219-1222+1227。

著者: 曹楊、生態学博士、河南農業大学講師 企画・編集者: 雨