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生態学において、耐陰性とは、植物が低照度に耐える能力のことである。この用語は園芸や造園の分野でも用いられるが、特に商業用苗木園で販売される植物のラベル表示においては、その使用法が曖昧な場合がある。
耐陰性は、植物の複雑で多面的な特性である。植物の種類によって日陰への適応の仕方は異なり、同じ植物でも生育履歴や成長段階によって、耐陰性や光への要求度合いが異なる場合がある。
寄生植物を除いて、すべての陸上植物は生存するために日光を必要とします。[ 1 ]しかし、一般的に、日光が多いほど植物が生きやすくなるわけではありません。直射日光の下では、植物は乾燥や紫外線にさらされ、紫外線を遮断する色素や水分損失を防ぐワックス状のコーティングを生成するためにエネルギーを消費しなければなりません。
日陰に適応した植物は、直射日光に適応した植物よりも遠赤色光（約730nm ）をより効率的に利用する能力を持っています。赤色光の大部分は日陰に弱い樹冠植物に吸収されますが、遠赤色光は樹冠を透過して下層植生に到達します。ここに生育する日陰に強い植物は、このような波長の光を利用して光合成を行うことができます。
栄養分に関する状況は、日陰と日向ではしばしば異なる。日陰の大部分は他の植物の樹冠によって生じ、日向とは全く異なる環境、つまり土壌栄養分が豊富な環境となることが多い。
耐陰性植物は、エネルギーを効率的に利用できるように適応している。簡単に言えば、耐陰性植物は、葉を作るコストに対してより多くの日光を捉えるために、より幅広く薄い葉を生やす。また、耐陰性植物は通常、耐陰性でない植物よりも土壌の栄養分をより多く利用できるように適応している。[ 2 ]
「耐陰性」植物と「好陰性」または「日陰を好む」植物を区別することができる。好陰性植物は、他のほとんどの植物を枯死させたり、成長を著しく阻害したりする程度の遮光を必要とする。
植物は、変化する光環境に対して、全身レベルから分子レベルまで、多段階にわたる適応を行った。
光環境の変化に適応するための葉の動きには、発達的、受動的、能動的な様々なタイプが確認されている。[ 3 ]
葉緑体運動は、分子レベルで変化する光に対する植物の適応の 1 つです。[ 5 ]ある研究では、葉緑体運動は葉の運動と同じ光受容体を共有しており、同様の作用スペクトルを示したことが示唆されています。[ 6 ]これは数分以内に起こる迅速な適応ですが、強い光の下では光吸収を 10～20% しか減らすことができないため、制限があります。[ 6 ]葉緑体運動の制限としては、液胞などの他の大きな細胞小器官の存在が、葉緑体が細胞の目的の側へ通過するのを制限している可能性があります。さらに、自然光はあらゆる方向に散乱する傾向があるため、葉緑体運動は効率的ではない可能性があります。
光化学系の調節は、通常遺伝子レベルで起こる長期的な光適応または順化の一例であり、転写、翻訳、および翻訳後修飾の段階に及ぶ。[ 7 ]高光強度下で生育した植物は、低光強度下で生育した植物に比べてアンテナが小さいことが多い。[ 8 ]ある研究では、PSIIアンテナサイズの順化調節は、アポタンパク質のタンパク質分解によって引き起こされるPSIIの外側光捕集複合体（LHC-PSII）のみに関与することが明らかになった。[ 9 ]
光量増加に対する反応は、酵素の発現と活性化から最大 2 日かかった。活性化後、タンパク質分解による外側 LHC-II の半減には 1 日もかからなかった。植物は PS 数を変化させることで、環境の光の変化に適応することができる。樹冠の下で生育する植物が通常遭遇する赤色光の減少を補償するために、高光下で生育する植物と比較して、PS-II と PS-I の比率が高くなっている。[ 10 ]しかし、そのメカニズムに関与する因子はよく理解されていない。研究では、LHC-II を含むタンパク質のリン酸化が、光順化におけるシグナル伝達の重要な経路であることが示唆されている。
温帯地域では、多くの野草や木本植物は、樹木が葉を出す前に春先に葉を出し、森林の密集した樹冠の中で生き延びています。これは、樹木がまだ葉を出すのが危険な時期に、地面がより保護されているため、植物が霜の影響を受けにくいことが一因です。 その極端な例として、冬に生える一年生植物は秋に芽を出し、冬の間成長し、春に花を咲かせて枯れます。
樹木と同様に、草本植物の耐陰性も様々です。早く葉を出す植物の中には、樹冠が葉を茂らせた後も生き残るものもあれば、急速に枯れてしまうものもあります。多くの種では、こうした生育の可否は、水分供給量や日照量などの環境要因によって左右されます。アジサイ（Hydrangea hirta）は、日本に自生する耐陰性の落葉低木です。
ほとんどの植物は光に向かって成長しますが、モンステラ・デリシオサなどの熱帯性つる植物や、フィロデンドロン属などサトイモ科の多くの植物は、最初は光から遠ざかるように成長します。これは、木に絡みつくことでより明るい場所へと登っていく、好光性成長の顕著な例です。このようなフィロデンドロンの上の芽や葉は、いったん日光に当たると、典型的な好光性植物のように成長します。
降雨量が多く、水が成長の制限要因とならない森林では、耐陰性は樹種を特徴づける最も重要な要素の一つである。しかし、樹種によって日陰への適応の仕方は異なる。
北米の樹種の中で最も耐陰性に優れていると考えられているアメリカツガは、完全に覆われた樹冠の下でも発芽し、生き残り、成長することができる。また、アメリカツガは根系を通して近くの樹木にエネルギーを伝達する能力も持っている。一方、同じく耐陰性に優れていると考えられているサトウカエデは、覆われた樹冠の下でも発芽し、下層植生として生き残るが、樹冠に隙間ができた時だけ成木に成長する。
ヤナギやポプラなどの日陰に弱い植物は、樹冠が閉じた場所では芽を出すことができません。日陰に弱い植物は、湿地、水路沿い、あるいは攪乱された地域など、直射日光が十分に当たる場所に生育することが多いのです。
日陰を好む植物、特に樹木は、光強度が低い環境下でも生育できるだけでなく、日中の気温が開けた場所と比べて比較的低いこと、そして何よりも下層植生との根の競争が激しい状況にも耐えることができる。光と地下の競争の相対的な重要性を切り離すことは非常に難しく、実際には両者は密接に結びついている。