water potential

water potentialは、植物生理学や物理化学において、水がどの方向へ移動するかを決定する重要な指標です。単純な水圧だけでなく、溶質の濃度や重力などの要因が組み合わさった水の自由エネルギーの状態を指します。水は常に水ポテンシャルの高い方から低い方へと移動するという基本原則があり、これが植物が根から水を吸い上げ、葉から蒸散させるメカニズムの根幹となっています。

水ポテンシャルの構成要素

水ポテンシャルは主に以下の要素によって変動します。

浸透ポテンシャル：溶質が溶け込むことで、純水よりも水ポテンシャルが低下します。これにより、濃度の低い方から高い方へ水が移動する浸透現象が起こります。
圧力ポテンシャル：細胞壁による物理的な圧力などが加わることで変動します。植物細胞においては、膨圧が高まると水ポテンシャルが上昇します。

osmotic pressureとの違い

water potentialとosmotic pressure（浸透圧）は混同されやすい概念ですが、視点が異なります。osmotic pressureは、溶質がある溶液において、純水を流入させるために必要な圧力に注目した概念です。一方でwater potentialは、系全体のエネルギー状態として、水が移動しようとする傾向やポテンシャルを包括的に表したものです。したがって、浸透圧が高くなるほど、水ポテンシャルはより低い値（負の値）になります。