落葉の前の金属元素回収の例としてマンガンを見てみましょう。マンガンは、地殻中の元素としてはクラーク数12位で、存在比900ppmと比較的多いですが、欠乏することがあります。
https://minorasu.basf.co.jp/80107
にあるように、欠乏すると葉緑体が作れなくなります。
Mnは、水を分解(water splitting、H2O→ 1/2 O2 + 2H+ + 2e-)して酸素を作る酵素(Photosystem II,別名water-plastoquinone oxidoreductase) に不可欠です。
Mn4CaO5クラスターとして入っているそうです。構造は下記が参考になります。当然、人工光合成の酸素発生触媒のところに使うため、まねをした構造が研究されています。
https://www.researchgate.net/publication/354270649_The_exchange_of_the_fast_substrate_water_in_the_S2_state_of_photosystem_II_is_limited_by_diffusion_of_bulk_water_through_channels_-implications_for_the_water_oxidation_mechanism/figures?lo=1
https://omexcanada.com/blog/manganese-in-water-splitting-photosynthesis/
植物がマンガンを取り込む過程については下記が詳しいです。溶解度が低い輸送分子があることまでしかわかっていません。
https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2020.00300/full
英語は、https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2020.00300/full から
“Despite the importance of Mn for photosynthesis and other processes, the physiological relevance of Mn uptake and compartmentation in plants has been underrated.”
despite … ～にもかかわらず
physiological フィズィオ「ろ」ジカル 生理学的な
relevance 関係性
uptake とりこみ
compartmentation 分画
underrate アンダーレイト = under+rate 過小評価する
“Mn homeostasis may be disturbed under suboptimal or excessive Mn availability.”
homeostasis ホメオスタシス 恒常性
suboptimal 最適より少ない
excessive 過剰な
“Mn plays a role in diverse processes of a plant’s life cycle such as photosynthesis, respiration, scavenging of reactive oxygen species (ROS), pathogen defense, and hormone signaling.”
respiration 呼吸
scavenge 捕集する
reactive oxygen species 活性酸素
pathogen defense 病原体防御
“However, most of the Mn transporters and mechanisms required for Mn loading into the xylem of the root stele, for loading Mn into the phloem, and for Mn transport into the plant cell in shoots have not been identified yet. Interestingly, the mobility of Mn in the phloem is supposed to be low , but there is evidence that a small amount of Mn may be recycled via the phloem.”
xylem ザイれム 木部 導管が束になっているところ。水を運ぶ。内側
phloem フ「ら」ウアム 師部 師管が束になっているところ。栄養分（ショ糖等）を運ぶ。外側にある
shoot 芽
mobility 移動度、移動性