つるはなぜクルクル巻く? キュウリの巻きひげは「途中で逆巻き」していた

読む前に予想してみよう!
キュウリの巻きひげは、引っぱるとほどけてまっすぐになる
引っぱると最初はやわらかく伸びながら巻きが増え、大きく引くと硬くなる「ねじれなしの巻きすぎ」を起こす。
- 対象
- キュウリの巻きひげ、世界17地点のつる植物1485本
- 規模
- 実験室の力学試験と野外調査
- 研究の種類
- 物理実験・数理モデル・野外調査
- 確かさ
- ★★★☆☆
キュウリの巻きひげは、内側の繊維の束が片側だけ縮んでバネになる。両端が固定されると途中で巻く向きが逆転し、引っぱるとさらに巻きが強まる。
ひとことで言うとキュウリのひげは、途中で巻く向きが逆になる「ふしぎバネ」!
夏の家庭菜園で、キュウリやゴーヤの巻きひげをじっくり見たことはありますか? 支柱にからみついたひげは、電話のコードのようにクルクル。
ところがよく見ると、途中で巻く向きが逆になっているところがあります。右巻きだったのが、ある点を境に左巻きに……。これ、じつは物理学の美しい答えが隠れた現象なのです。
01巻きひげは「さわったら巻く」
巻きひげは、まっすぐ伸びながら先っぽをゆっくり回し、支えになるものを探しています。ダーウィンも、つる植物の茎や巻きひげがこうした回旋運動で支柱を見つけることを観察しました。
ひげの先が棒やネットにふれると、そこに巻きついてつかまります。そして次に、ひげ全体が縮れてらせん状になり、本体を支柱のほうへぐいっと引き寄せるのです。
02「途中で逆巻き」が生まれるわけ
ためしに、細長いリボンの両端を持ったまま、片方の面だけ縮むように力をかけてみると……真ん中でクルッと向きが変わります。巻きひげは、それを植物の細胞でやっているわけです。

03引っぱると、むしろ“もっと巻く”
さらに意外な発見がありました。逆巻きのある巻きひげを引っぱると、ふつうのバネのようにほどけるのではなく、かえって巻き数が増えたのです(研究チームはこれを「ねじれなしの巻きすぎ」と呼びました)。
最初はやわらかく伸び、さらに引っぱると急に硬くなる。風で揺れても最初はしなやかに受け流し、強く引っぱられると踏んばる――植物にとって理想的なバネです。巻いた巻きひげをやわらかいバネとみなしたダーウィンの見方を、約150年後に物理学が数字で裏づけた形になりました。
04つる植物の茎は世界中ほぼ「同じ向き」
巻きひげとは別に、アサガオのように茎そのものが巻きつく植物もいます。
オーストラリアの研究チーム(Edwardsら、2007年)は、9か国17地点でつる植物の巻く向きを調べました。結果は、1485本中92%が同じ向き(真上から見て反時計回りに巻き上がる)。北半球でも南半球でも割合は変わらず、「太陽の動きを追うから」「地球の自転(コリオリの力)のせい」といった説は否定されました。
ちなみに日本では、アサガオのつるを「右巻き」と呼ぶか「左巻き」と呼ぶかで、本や教科書によって説明が分かれてきた歴史があります。どこから見るかで呼び方が変わるので、比べるときは「上から見て時計回りか、反時計回りか」で確かめるのが確実です。
05まとめ
つるがクルクル巻くのは、片側だけ縮む繊維の帯と、ねじれを打ち消すという物理のルールのおかげでした。途中の逆巻きは、ミスではなく“計算どおり”の形だったのです。
身近な野菜の巻きひげ1本に、生物学と物理学が両方つまっている。夏の畑は、じつは最高の実験室なのかもしれません。
この研究を英語で読もう原田英語の English CornerLook closely at a cucumber tendril and you may notice something strange.
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4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く
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Cucumber plants have thin, curly parts called tendrils. A tendril moves slowly and looks for something to hold. When it touches a stick, it wraps around it.
Then the tendril curls like a spring and pulls the plant closer. If you look carefully, you can see that the curl changes direction in the middle. Scientists found the reason. A band inside the tendril shrinks more on one side, and both ends are fixed.
73 words ・ CEFR A2
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キュウリには、巻きひげと呼ばれる細くてクルクルした部分があります。巻きひげはゆっくり動き、つかまるものを探します。棒にふれると、それに巻きつきます。
そして巻きひげはバネのように巻いて、植物を近くに引き寄せます。よく見ると、巻く向きが途中で変わっているのがわかります。科学者たちはその理由を見つけました。巻きひげの中の帯が片側だけ多く縮み、しかも両端が固定されているからです。
4択リーディングクイズ
Q1. What is the passage mainly about?
キュウリの巻きひげがどのように巻くかが主題なので B。
Q2. What does a tendril do after it wraps around a stick?
Then the tendril curls like a spring and pulls the plant closer. とあるので C。
Q3. In the passage, "shrinks" means ...
shrink は「縮む」。片側が多く縮むことで巻く、という説明なので D。
Look closely at a cucumber tendril and you may notice something strange. The coil turns one way, and then switches to the other way in the middle. A tendril first grows straight and slowly circles its tip, searching for support.
When it touches a stick, it holds on and starts to coil, pulling the plant toward the support. In 2012, a team at Harvard showed that a tendril contains a ribbon of fiber cells that shrinks more on one side.
Because of this, it naturally wants to curl. Both ends are fixed, so the twists in the two directions must cancel each other out. That is why a reversal point appears. Pull on a coiled tendril, and something unexpected happens. It does not unwind. It coils even more.
128 words ・ CEFR B1
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キュウリの巻きひげをよく見ると、不思議なことに気づくかもしれません。らせんが一方向に巻いたあと、途中で逆方向に切りかわっているのです。巻きひげは最初まっすぐ伸び、先端をゆっくり回して支えを探します。
棒にふれるとそれにつかまって巻きはじめ、植物を支えのほうへ引き寄せます。2012年、ハーバード大学のチームは、巻きひげの中に片側だけ多く縮む繊維細胞の帯があることを示しました。
そのため、巻きひげは自然に巻こうとします。両端は固定されているので、2つの向きのねじれは互いに打ち消し合わなければなりません。だから反転点が現れるのです。巻いた巻きひげを引っぱると、思いがけないことが起こります。ほどけないのです。それどころか、さらに巻きます。
4択リーディングクイズ
Q1. What does a tendril do before it finds a support?
A tendril first grows straight and slowly circles its tip, searching for support. とあるので A。
Q2. According to the passage, why does a reversal point appear?
Both ends are fixed, so the twists in the two directions must cancel each other out. That is why a reversal point appears. とあるので B。
Q3. What is surprising about pulling a tendril?
It does not unwind. It coils even more. とあり、ふつうのバネと違うことが思いがけない点なので C。
Anyone who inspects a cucumber tendril closely may notice an odd feature: partway along, the direction of the coil reverses. The explanation lies in physics. A young tendril grows straight while slowly circling its tip, a searching movement that Darwin described. Once it touches a support, it attaches and then coils, drawing the plant upward.
In 2012, researchers at Harvard reported in Science that the tendril contains a ribbon of elongated fiber cells that contracts more on one side than the other, giving it an intrinsic tendency to curl. Since the tendril is anchored at both ends, the total twist must remain zero, so a left-handed and a right-handed helix form on either side of a reversal point, known as a perversion.
More surprisingly, when pulled, such a tendril does not straighten but winds further, a phenomenon the team called twistless overwinding. It first stretches softly and then stiffens sharply, an ideal combination for absorbing gusts of wind while holding firm under strong force. A separate 2007 survey of 1,485 twining stems at 17 sites in nine countries found that 92 percent turned the same way in both hemispheres, ruling out explanations based on the sun or Earth's rotation.
199 words ・ CEFR B2
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キュウリの巻きひげをじっくり観察した人なら、奇妙な特徴に気づくかもしれません。長さの途中で、らせんの向きが逆になっているのです。その説明は物理学にあります。若い巻きひげは、ダーウィンが記述した探索運動として先端をゆっくり回しながら、まっすぐ伸びます。支えにふれるとつかまり、それから巻いて植物を上へ引き上げます。
2012年、ハーバード大学の研究者たちは『Science』で、巻きひげの中に細長い繊維細胞の帯があり、片側がもう片側より強く収縮するため、本来的に巻こうとする性質をもつと報告しました。巻きひげは両端が固定されているので、全体のねじれはゼロのままでなければならず、ペルバージョンと呼ばれる反転点の両側に、左巻きと右巻きのらせんができます。
さらに驚くべきことに、このような巻きひげを引っぱると、まっすぐになるのではなく、さらに巻きます。チームはこの現象を「ねじれなしの巻きすぎ」と呼びました。最初はやわらかく伸び、その後急に硬くなるという性質は、突風を受け流しつつ、強い力にはしっかり踏んばるための理想的な組み合わせです。別の2007年の調査では、9か国17地点で巻きつく茎1485本を調べ、92%が南北両半球で同じ向きに巻いていたことがわかり、太陽や地球の自転にもとづく説明は否定されました。
4択リーディングクイズ
Q1. According to the passage, what gives the tendril its tendency to curl?
a ribbon of elongated fiber cells that contracts more on one side ... giving it an intrinsic tendency to curl とあるので A。
Q2. Why does the author call the tendril's response to pulling "ideal"?
absorbing gusts of wind while holding firm under strong force と理由が述べられているので B。
Q3. What did the 2007 survey show?
92 percent turned the same way in both hemispheres とあり、太陽や自転による説明は否定されたので C。
重要単語
- tendrilC1名詞巻きひげThe tendril wrapped around the stick.
フランス語 tendron(やわらかい若芽)系の語。tendrils of smoke(煙の筋)のように比喩でも使う。 - coilB2動詞・名詞巻く/らせんThe tendril began to coil after touching a support.
電気の「コイル」と同じ語。coil spring は「コイルばね」。 - springA2名詞バネA coiled tendril works like a soft spring.
「春」「泉」「バネ」はどれも「跳ね出る」イメージでつながる多義語。 - twistB1名詞・動詞ねじれ/ねじるBoth ends were fixed, so the total twist stayed zero.
a twist in the story は「話の意外な展開」。比喩表現も頻出。 - clockwiseB2副詞・形容詞時計回りにMost twining stems turn anticlockwise when seen from above.
反対は counterclockwise(米)/ anticlockwise(英)。図形・地図の問題で頻出。 - contractB2動詞収縮するMuscles contract when they work.
con-(共に)+tract(引く)=「引き縮める」。名詞「契約」とアクセント位置が違う(動詞は後ろ)。 - reverseB2動詞逆にする、反転するThe coil reverses its direction in the middle.
名詞 reversal(反転)。in reverse order「逆の順で」も覚えておこう。
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キュウリの巻きひげは、途中で巻く向きが逆になっている。内側の繊維の束が片側だけ縮んでバネになり、両端が固定されると“ねじれ”を打ち消すために逆巻きが生まれる。引っぱるとさらに巻く。
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※本記事は上記の研究・公開資料をもとに、原田英語が独自の言葉で解説したものです。引用は著作権法第32条の範囲で行い、出典を明記しています。画像はすべてオリジナルのイメージです。研究結果には限界や個人差があります。誤りのご指摘は原田英語のお問い合わせフォームから。












