草原を構成する草本は、最終的にはイネ科タイプになります。草原でなぜイネ科タイプが優位になるのかは、光合成を行う器官の重量や照度を表した 生産構造図 を見ることで明らかになります。

図は左がイネ科タイプの生産構造図、右が広葉タイプの生産構造図を示したものです。

生産構造図は 層別刈取法 という手法を用いて植物を測定することで作られます。
層別刈取法は植物体を上から等間隔で刈り取り、各高さごとに 葉っぱの重量 と 葉っぱ以外の重量 を測定します。光合成を行う葉っぱは 同化器官の重量 として、葉以外の重量は 非同化器官の重量 として示されています。

また、刈り取る前にそれぞれの高さにどれくらいの光が当たっているかということを 照度 として測定します。

例としてイネ科タイプの生産構造図を見てみましょう。

イネ科タイプのグラフをみると、植物体の高い部分では、同化器官に少し重量があり、非同化器官はほとんど重量がないことが読み取れます。実際イネの植物を見ても、先の方はほとんど葉しかなく、その重量も根に近い部分と比べて少ないですね。

さらにグラフを読み取ると、同化器官の重量は植物の中間くらいのところで最も大きく、非同化器官の重量は葉を支えるために根本付近で大きいことがわかります。

また照度についてもグラフに記されています。イネ科の場合は細長い葉が垂直に生えていますから、光が遮られる部分は少なくなります。照度は高い部分から徐々に弱くなるものの、根本まで光が届いていることがわかります。

次に広葉タイプについて見てみましょう。

広葉タイプは上部に水平に葉が広がっているので、同化器官の重量も高い方に集中していることが読み取れます。

また、上部に重たい葉をつけているので、葉を支えるために非同化器官がイネ科タイプと比べて高い部分からかなりの重量で存在していることがわかります。

照度に関しては、葉が丈夫に広がって分布しているので、植物体の途中で光が完全に届かなくなります。

イネ科タイプと広葉タイプを比較した時に注目すべきなのは非同化器官の重量の割合です。

イネ科タイプは広葉タイプと比べて、全体的に非同化器官の重量が少なくなっています。

非同化器官は有機物を生み出すことがなく、有機物を消費する器官です。イネ科タイプは、広葉タイプに比べて非同化器官の重量が少ないので、光合成で得た有機物を成長に回して、よりスピーディーに育つことができるのです。

この差によって、草原を占める草本は、より効率良く成長できるイネ科の植物になっているのです。