植物も「錯覚」のような状態が起こりうる
イスラエルのテルアビブ大学（TAU）で行われた研究によって、脳も神経もない植物にも、光の向きを読み違える「錯覚」のような現象が起こりうることが示されました。
植物が「いちばん明るい」と感じる向きが、実際の光の向きから少しずれてしまうというのです。
実験では、向かい合わせた2つの強い光の横から弱い光を当てると、ヒマワリの芽はまるで強い光などないかのように、弱い光の方へ伸びていく様子が示されています。
脳のない植物は、いったいどうやって光の向きを決め、なぜ読み違えてしまうのでしょうか？
研究内容の詳細は2026年9月22日に『Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）』にて発表されました。
植物は脳を使わずに、茎のあちこちで光を受け取っている
窓際に置いた鉢植えが、いつのまにか窓の方へ傾いていることがあります。植物を育てたことがある人なら、一度は目にしたことのある光景でしょう。
植物の茎が光の来る方へ曲がるこの性質は、光屈性と呼ばれます。
茎のうち光の当たらない側が、当たる側よりもよく伸びるので、茎は自然と光の方へ傾いていくのです。
そのため私たちはつい、植物は「いちばん強い光の方へ伸びるもの」だと考えてしまいます。
けれども植物には、光を見る目も、見たものをまとめて判断する脳もありません。
光を感じるセンサー役のタンパク質（フォトトロピン）は、主に茎のいちばん外側の細胞の層に散らばっています。
光は茎のぐるりのあちこちで、場所ごとに別々に受け取られているのです。
言ってみれば植物は、茎の表面に貼りついたたくさんの小さな光センサーの報告を、まとめ役なしで1つの「伸びる向き」に束ねているようなものです。
しかも自然の中では、光は木漏れ日や照り返しとなって、いろいろな方向からいろいろな強さで届きます。
ところが、これまでの光屈性の研究は、主に光源が1つの場合を調べてきました。
四方から届く光を、植物が茎の上でどうまとめているのかは、はっきりしていなかったのです。
そこで研究チームは、ヒマワリの芽にいくつかの方向から光を当て、芽が光をどうまとめて伸びる向きを決めているのかを調べることにしました。
もし芽が「いちばん明るい」と感じる向きが、実際の光の向きとずれていれば、脳のない植物にも「錯覚」があることになります。
ヒマワリの芽は本当に、いちばん強い光の方へ伸びているのでしょうか？
強い光に挟まれたヒマワリの芽は、弱い光の方へ伸びた
強い光が2つ、弱い光が1つ届いたら、芽はそれでも強い光の方を選ぶのか？
答えを確かめるため、研究チームは育てて1週間ほどのヒマワリの芽に青い光を当て、伸びる向きをほぼ丸一日かけて追いかけました。
光の当て方は、片側から1つ、左右から向かい合わせに2つ、その2つに直角の方向から1つを足した3つ、という3通りです。
決め手になったのは3つ目の当て方です。
左右からはほぼ同じ強さの光を向かい合わせに当て、直角の方向からは、その半分にも満たない弱い光を当てました。
真上から撮影した34本の芽の伸びた向きを平均すると、強い光のどちらでもなく、弱い光のほぼ真正面を向いていたのです。
いちばん強い光の方へ伸びるという常識は、この配置ではまったく通用しなかったのです。
光合成のためにできるだけ多くの光を浴びたいはずの植物としては、直感に反するふるまいです。
これは、芽が弱い光を好んだからではありません。
鍵は、芽が光を1つだけ選んでいるのではなく、届いた光をすべて足し合わせていることにあります。
光は、それぞれの方向へ芽を引っぱる力のようにはたらきます。
左右から同じ強さで引っぱり合えば、2つの力は打ち消し合ってゼロになります。
力の釣り合った綱引きの綱が、横から指1本で押されただけで動いてしまうのと同じです。
向かい合う2つの強い光は互いの効き目を消し合って「ないも同然」になり、残った弱い光だけが芽の向きを決めたのです。
つまり芽は、いちばん強い光を探して伸びているのではなく、茎のあちこちで受け取った光を足し合わせ、その答えの方へ伸びていたのです。
強い者がひとり勝ちする勝負ではなく、全員の力を足し合わせる綱引きだったわけです。
ただ、光をそのまま足し合わせているだけなら、芽が感じる光の向きは、実際の光の向きとぴったり重なるはずです。
では、植物の錯覚はどこから生まれるのでしょうか？
植物の「錯覚」は、脳ではなく茎の光の受け取り方から生まれる
芽の足し算には、ふつうの足し算とは違う仕掛けがあるのか？
手がかりは、光を片側から1つだけ当てた実験にありました。
光を強くするほど芽は大きく傾きましたが、その増え方はとても控えめだったのです。
芽が最後に落ち着いた傾きからは、芽が光をどれだけの強さとして受け取ったかを割り出せます。
すると、いちばん暗い光といちばん明るい光では10倍の開きがあったのに、芽が受け取った強さは約2倍にしかなっていませんでした。
芽は、強い光ほど大きく値引きして受け取っていたのです。
人の耳も同じで、音の強さを10倍にしても、2倍ほどの大きさにしか聞こえません。
左右から違う強さの光を当てた実験でも、芽の傾きは、左右それぞれの光を値引きしてから差し引きした計算と、おおむね一致しました。
芽は光を、受け取った場所ごとに値引きしてから足し合わせていたのです。
この「値引きしてから足す」という順番こそが、錯覚の種でした。
研究チームは、強さの違う2つの光が、互いに直角の方向から届く場面を計算しています。
たとえば東から強い光、北から弱い光が届けば、実際の光をまとめた向きは、強い光のある東寄りになります。
ところが芽の茎では、東からの光は茎の東側で、北からの光は北側で別々に受け取られ、それぞれその場で値引きされます。
強い光のほうが大きく値引きされるので、受け取った段階では2つの光の差が縮み、そのぶん芽が感じる向きは、北の弱い光の側へ引き寄せられてしまうのです。
もし先に光を足し合わせてから値引きするのなら、向きは変わらず、ズレは生まれません。
計算では、このズレは最大で約6度になり、研究チームはこれを一種の「錯覚」だと述べています。
つまり植物の錯覚は、脳がだまされて起こるのではなく、光を受け取る茎の作りそのものから生まれるのです。
だまし絵も、だまされる脳もないのに、光の受け取り方のクセだけで錯覚が生まれてしまうわけです。
研究チームのヤスミン・メロズ教授は「興味深いのは、植物が脳や中枢の処理システムなしで、周りの環境の複雑な情報をまとめられることです。この計算は、茎のあちこちで光が局所的に感じ取られ、処理される仕方から生まれます」と語っています。
研究チームは、強い光ほど値引きする受け取り方のおかげで、植物は木陰のかすかな光から直射日光まで、幅広い明るさに応じて伸びられると考えています。
小さな錯覚は、その便利さと引き換えのクセなのかもしれません。
さらに研究チームは、体の表面のあちこちで周りの物質を感じ取り、進む向きを決める細胞や細菌にも、同じ仕組みがはたらいている可能性があるとしています。
ただし、予測された最大約6度のズレそのものは、今回の実験ではまだ測れていません。
芽には、首を振るようにゆっくり揺れながら伸びる性質（回旋転頭運動）があり、その揺れによる向きのばらつきのほうが大きかったからです。
それでも、芽の傾きを言い当てた「値引きしてから足す」という決まりが正しいかぎり、ズレは仕組みそのものから生まれてくるはずです。
窓からの光と部屋の明かりを同時に浴びる鉢植えも、実際とはほんの少し違う向きを「いちばん明るい」と感じながら、伸びているのかもしれません。
参考文献
植物も「錯視」を経験する
https://www.eurekalert.org/news-releases/1150154
元論文
Nonlinear distributed sensing of light patterns leads to perceptual distortions in plants
https://doi.org/10.1073/pnas.2614473123
ライター
川勝康弘: ナゾロジー副編集長。
大学で研究生活を送ること10年と少し。
小説家としての活動履歴あり。
専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。
日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。
夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。
編集者
ナゾロジー 編集部