中高生と“いのちの不思議”を考える─生命科学DOKIDOKI研究室

生命科学なんでも質問箱 生命科学のみんなの疑問に答えるコーナーだよ!

  • 地球大気の二酸化炭素濃度が、0.4%ということが直感的に理解できません。地球上に4兆本ある植物は、常に窒息状態なのでしょうか。それとも植物は、二酸化炭素が無く光合成ができなくとも、それなりに地中の養分を吸収して生きていけるのでしょうか?

植物の生育には、大気中の二酸化炭素は0.018%程度でよい

おそらく大気の成分の濃度を考えたとき、窒素(約79%)と酸素(20%)、アルゴン(1%)に対して、二酸化炭素が0.04%(0.4%と書いてありましたが、0.04%の間違いでしょう)とあまりにも少ないと思ったことからの質問だと思います。

時代をうんと遡ると、原始地球の大気は約80%が二酸化炭素で、残りが水蒸気と窒素でした。その後、水蒸気から海ができ、海は大気中の二酸化炭素を吸収し、今度は窒素が大気の主成分になりました。
海では生命が誕生し、約27億年前に誕生したシアノバクテリア(藍色細菌)が光合成を始め、酸素を大気中に大量放出し、徐々に酸素濃度が高くなっていきました。こうして約10億年前には現在の酸素濃度(21%)になり、その後はあまり変動していません。しかし、海に吸収された二酸化炭素は、生物やカルシウムと化学反応して炭酸塩になって海底に堆積、石灰岩になったり、その後さらに二酸化炭素は減少し、現在の0.04%となりました。
ご心配の植物の生育には、大気中の二酸化炭素は0.018%程度でよいことから、窒息状態にはなりません。現在は徐々に二酸化炭素が増え、温室効果が問題になっていますね。
(update:2015.12.24)

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