憂しと見し世ぞ今は恋しき

中学受験理科講座　生物どうしのつながり

haruyou

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日光の当たり方と植物の育ち方

日当たりと植物の草たけ

Haru_You
日当たりがよいところで育てた草と、日当たりが悪いところで育てた草、どっちが背が高くなると思う？

え、そんなの日当たりがいいほうが背が高くなるに決まってるでしょ。
はるか

Haru_You
ところがね、日当たりが悪いところに置かれた草は日光を求めて上へ伸びるから背が高くなるんだよ。
これは植物の持つ正のくっ光性という性質だね。

あれ？日当たりのいいほうがよく育つんじゃないの？
はるか

Haru_You
もちろん、日当たりがよいほうが植物はよく育つよ。
日当たりが悪いほうは背は高いけど、枝葉は少なく茎も細くなるんだ。

陽生植物と陰生植物

陽生植物と陰生植物

Haru_You
植物によっては、日当たりが十分になくても成長できるものがあるんだ。そういった植物は、薄暗い日影で見かけることができるね。

たしかに、いつも薄暗い森の中に生えてる植物は、野原に生えてる植物とは違う種類だもんね。
はるか

Haru_You
そういった、弱い日光でも成長できる植物を陰生植物、育つのに多くの日光を必要とする植物を陽生植物というんだよ。

どの植物が陽生か陰生かって覚えないとダメ？
はるか

Haru_You
基本的に、野原に生えたり花壇や畑で栽培する植物はみんな陽性植物だと思っていいね。
陰生植物として覚えないといけないのが森の下草で生えるシダ類、コケ類、ヤブランや、森の中に生える低木のヤツデ、アオキだね。
それと、陰樹と陽樹について区別する必要があるかな。

陽樹と陰樹

陰樹ってのは弱い日光でも育つ木のことだよね。
はるか

Haru_You
うん、陰生植物の樹木が陰樹で陽生植物の樹木が陽樹だね。
で、ここではモミ・ブナ・カシ・シイ・スギの陰樹5種類「もみ危なっかしすぎ」をしっかり覚えてね。
いや、ホントはスギは陽樹なんだけど、スギの苗や幼木は陰生なんだ。

みんな2文字だね。
それ以外のサクラとかマツとか、よくある樹木はみんな陽樹ってことね。
はるか

Haru_You
うん、サクラとかマツみたいな木は庭や公園で１本１本生えているじゃん、それは陽樹だから暗がりになる森の中では育たないからだよ。
逆に、陰樹は森の暗がりでも育つから、大森林をつくることができるんだ。

補償点のグラフ

Haru_You
陰生植物（陰樹）と陽生植物（陽樹）の話をするときには、よく補償点のグラフが出てくるんだ。

補償点ってなんだっけ？
光合成のとこでそんな言葉習った気がするけど。
はるか

Haru_You
植物は生命活動を維持するのにデンプンを消費するんだ。
で、生命活動に消費するデンプンを光合成によって作り出せるだけの光の強さを補償点というんだ。
ところで、陽樹と陰樹では、どっちが補償点が大きいと思う？

陽樹のほうがたくさん光を必要とするんだから、陽樹のほうが補償点が大きいんじゃないかな。
はるか

Haru_You
うん、正解。それをグラフを見て区別できるようにね。
あとはデンプンの生成量だけど、陽樹（ケヤキ）に十分な日光を当てたときのデンプンの生成量が、グラフ上では20に見えるけど、実際は30なのは前にもやったよね。

全く光が当たっていないときに10消費してるから、デンプンか20増加するってのは全部で10＋20＝30作ったってことだよね。
はるか

植物群落

森林をつくる植物

Haru_You
森林の中に生える植物を高木（こうぼく）、低木、下草と分類することがあるんだけど、これは名前を見ればなんだかわかるよね。

どれくらいの高さで高木と低木をわけてるの？
はるか

Haru_You
高さじゃなくて木の種類でわけているんだよ。
低木は太い幹がなくて根元から全体が枝分かれするヤツデやツツジ、アオキ、アジサイなどの樹木なんだ。
下草はさっき出てきたシダやコケなどの陰生植物で、下草が生えていることによって森林内の水分を保っているんだよ。


森林のまわりの植物

Haru_You
森林の中では陽生植物が育つことができないから、逆に森林の外で陽生植物が群落を形成してたくさん生えるんだよ。

群落って？
はるか

Haru_You
一定の範囲内に仲間の植物がまとまって生えている状態が群落だね。
たとえば、森林の端では森林の外側に沿うようにつる性の陽生植物がまとまって生える群落ができるんだ。
この、森林外側にできる、つる性植物の群落をマント群落というんだ。

マントって、アンパンマンがつけてるあれか。
森林の背中をおおうような形だから、マントっぽいってことかな。
はるか

Haru_You
あと、森林の外側にできるススキなどの陽生植物の群落をそで群落というのも覚えておいてね。

植物群落の移り変わり

草原ができるまで

Haru_You
火山が噴火したり、山火事にあったりして草の生えない裸地（らち）になった場所が、どうやって森林になるかわかるかい？

裸地に樹木の種をまけばそのうち森林になるんじゃないの？
はるか

Haru_You
いや、草の生えない裸地では樹木も育たないんだよ。
まず火山の噴火で岩だらけになったところに生えるのはコケ類で、コケが水を含んで岩を柔らかくし、長い年月をかけて土に変えるんだ。
で、土だけの裸地に生えるのは一年草からなんだ。

一年草って？
はるか

Haru_You
春に芽が出て、夏には開花結実して冬には枯れる草、冬越しをできない草を一年草というんだ。
たとえばアサガオやイネ、ヘチマなんかが一年草だね。
この一年草が枯れたものが土の肥料となることで、越年草や二年草、多年草が生える草原に変わっていくんだ。

越年草や多年草っていうのは、冬越しをできる草のことね。
はるか

Haru_You
越年草や多年草は日光の少ない冬を越さなきゃいけないから、栄養を含んだ土ができている必要があるんだ。

森林ができるまで

Haru_You
で、草原になった場所にはまず陽樹から生え始めるんだ。
陰樹は日光が少なくても育てるぶん、陽樹よりもさらに土地の栄養が必要だからね。
陽樹が枯れて土地の栄養にならないと育たないんだよ。

そしたら、まず最初に陽樹の森林ができるのかな？。
はるか

Haru_You
いや、陽樹の大木が生えたそばには影ができるから、新たな陽樹の幼木が生えなくなるので、陽樹は森林になれないんだよ。
でも、陰樹の幼木は陽樹の木陰でも育てるから、いずれ陽樹と陰樹がまざった混交林ができるんだ。

混交林になったら森林はできあがりなの？
はるか

Haru_You
混交林の中では陰樹の幼木は育っても陽樹の幼木は育たないから、最終的には陰樹だけの極相林になって森林は完成するんだよ。

自然界のつり合いと食物連鎖

食物連鎖

Haru_You
自然界の中で、植物は光合成によって自ら養分を作り出すことができるじゃん。
でも、動物は養分を作り出すことができないよね。
じゃあ、動物はどうやって生きていくんだかわかるかい？

えーと、動物は植物や他の動物を食べて栄養を摂るよね。
はるか

Haru_You
･･･。
そうだね、動物は生きていくためには他の植物や動物をたべないといけない。
でも、より大きな動物によってまた食べられてしまう。
この食べる・食べられるの関係を食物連鎖というんだ。

連鎖って、つながってるってことだよね。
はるか

Haru_You
･･･。
うん、例えば草をバッタが食べ、そのバッタを蛙が食べ、そのカエルをヘビが食べ、そのヘビをワシが食べる。
ワシが取り入れた養分は、もとをたどれば草が作ったものになるよね。
このとき、カエルにとってのヘビ、ヘビにとってのワシのように一方的に食べられてしまう相手を天敵というんだ。

食物連鎖のピラミッド

炭水化物の消化

そしたらさ、いつかカエルもヘビも食べ尽くされて、ワシだけになっちゃわない？
はるか

Haru_You
食物連鎖では食べられる下位の動物が上位の動物よりも多く存在し、ピラミッド状になるんだよ。
ワシよりもヘビが多く、ヘビよりもカエルが多く、みたいにね。

もしさ、ヘビが急にいなくなったらどうなるのかな？
はるか

Haru_You
ヘビがいなくなると、ヘビを食べていたワシも減るね。
代わりに、ヘビに食べられるはずのカエルはとても増えるだろうね。

じゃあ、そこはカエルの楽園になっちゃうのかな。
はるか

Haru_You
いや、天敵のワシがいなくなり、えさのカエルがたくさんいるんだからそのうちヘビが増え始めるんだ。
それにつれてワシも増え、カエルが減るから結局元に戻るんだ。
こんなふうに、食物連鎖のピラミッドはどこか1ヶ所に増減があっても、長い時間をかけて元に戻れるようになっているんだよ。
でも、ある生物が絶滅しちゃうと元に戻りようがなくなるから、それだけは防がないといけないんだ。

自然界の循環

分解者のはたらき

食物連鎖のピラミッドで上位の動物ってさ、誰にも食べられないんだよね。
そしたら、その死がいってずっとなくならないよね？
はるか

Haru_You
自然界には、分解者とよばれる枯れ木や落ち葉、動物の死がいを分解するミミズや菌類のような生物がいるから大丈夫だよ。

分解者がいるから自然界が落ち葉や死がいだらけにならないんだね。
で、分解されたものはどうなるの？[/word_balloon
[word_balloon id="2" position="L" size="M" balloon="talk" name_position="under_avatar" radius="true" avatar_border="false" avatar_shadow="false" balloon_shadow="true" avatar_hide="false" box_center="false"]解された死がいなどのタンパク質はちっ素肥料になるんだよ。
植物の成長にはちっ素が必要だけど、植物は空気中のちっ素をそのまま取り入れることができないから、分解者がつくりだしたちっ素肥料を根から取り入れて使うんだ。
はるか

炭素の循環

分解者が分解したものがまた植物に使われるんだったら、食物連鎖ってただのピラミッドじゃなくって、全部繋がってぐるぐるまわってることになるよね。
はるか

Haru_You
うん、とくに自然界に存在する炭素が生物の間を循環するのがよく取り上げられるね。
空気中の二酸化炭素は、まず生産者とよばれる植物に光合成で取り込まれる。

光合成で二酸化炭素はデンプンや糖みたいな養分になるよね。
はるか

Haru_You
生産者が二酸化炭素から作った養分を、消費者と呼ばれる動物たちが食べることで体内に取り込み、その死がいが分解者によって分解されると、養分を作っていた二酸化炭素は再び空気中に戻っていくわけだね。

そっか、循環してないとそのうち空気中の二酸化炭素がなくなっちゃうもんね。
はるか

寄生と共生

自然界の生物はみんな食物連鎖の一部になっているの？
はるか

Haru_You
食物連鎖から外れた生物どうしの関係もあるんだよ。
まず、他の生物に住み着いてその生物（宿主）を栄養分とする寄生という関係があるね。
アオムシコマユバチがアオムシに卵を産み付け、コマユバチの幼虫がアオムシの体内で成長するのが有名だね。

うえ、気持ち悪いなあ。
はるか

Haru_You
それと、異なる生物どうしが共同して利益を得る共生という関係もあって、アブラムシ（アリマキ）はテントウムシが天敵なんだけど、アリはアブラムシをテントウムシから守る代わりに、アブラムシのだす甘い汁をエサとしてもらうんだよ。

水中のプランクトン

植物プランクトン

Haru_You
水中にはプランクトンという、肉眼では見えないくらいの小さな生物が浮かび漂いながら生活しているんだ。

プランクトンは動物なの？
はるか

Haru_You
プランクトンにもいろいろ種類があってね。
体内に葉緑体を持ち、光合成を行って養分を作り出せる植物プランクトンという種類もいるんだ。
ケイソウとかミカヅキモとか、名前に「ソウ」「モ」がついてたら植物プランクトンなんだけど、「アオミドロ」てのもいるから覚えておいてね。

植物プランクトンは生産者になるのかな。
はるか

Haru_You
そうだね、植物プランクトンは養分を作り出し、大きな動物プランクトンやメダカなんかのえさとして捕食されるね。


動物プランクトン

植物プランクトンがいるなら、動物プランクトンもいるの？
はるか

Haru_You
自分で動くことができ、植物プランクトンを食べることで生きるプランクトンが動物プランクトンだね。
ゾウリムシとかミジンコがその代表かな。

動物プランクトンは消費者になるんだね。
はるか

Haru_You
自分で養分を作り出すことができないから消費者だし、種類によっては魚の死がいやふんを消化する分解者になるものもいるね。

ミドリムシ

Haru_You
プランクトンの中には、葉緑体を持ち光合成できるけど、自ら動くことができるミドリムシという例外的な生物もいるんだ。

ミドリムシは生産者？消費者？
はるか

Haru_You
ミドリムシは生産者に分類されるね。
自分で動くことはできるけど、他の動物を食べる必要はないから。
で、このミドリムシは水の中で光合成で増えて育ってくれるから、非常に栄養が豊富な生物として注目されているんだ。

ミドリムシ1匹でお腹いっぱいになる、みたいな？
はるか

Haru_You
いや、プランクトンだからとても小さいしね。
ミドリムシクッキー1枚に2億匹のミドリムシが入っているんだよ。

･･･それ聞くと食欲なくすね。
はるか

人間と環境破壊

地球温暖化と温室効果ガス

Haru_You
地球温暖化って言葉は聞いたことあるよね。
大気中の二酸化炭素が持つ地表の熱を閉じ込める性質のせいで、地球の平均気温が上昇しているんだ。
だから二酸化炭素のことを「温室効果ガス」と呼ぶことがあるね。

温暖化はいわゆる「公害」なの？
温暖なほうが住みやすくていい気もするけど。
はるか

Haru_You
公害ではなく、環境破壊だね。
例えば水質汚染とか地盤沈下とか、公害と呼ばれるものは環境への影響はその場所に限定されるけど、地球温暖化は人間の活動が地球規模での環境に影響を与えてしまったものなんだよ。

二酸化炭素は自然界を循環してるんだったよね。
もとから自然界にあるものなんだから、どうして人間の活動が地球全体の活動に影響をおよぼしたといえるの？
はるか

Haru_You
化石燃料（石炭・石油）の大量使用と熱帯雨林の伐採によって自然界の循環以上に二酸化炭素が増えたからだね。
化石燃料の中には二酸化炭素が閉じ込められていて、使わなければ出てこないからね。
増えたといっても、空気中の二酸化炭素濃度は0.04%程度だけど。

温暖化することによってどんな影響があるの？
むしろ暖かい方が植物のはたらきもさかんになって、環境によさそうな気もするけど。
はるか

Haru_You
温暖化の影響として、大雨や洪水などの異常気象が考えられるね。
気温が高ければそれだけ海水の蒸発が盛んになって低気圧が強くなるからね。
あとは南極の氷が解けることによる海水面の上昇も言われていて、南太平洋にあるツバルという国は国全体が海面下に沈む危機的状況にあるんだ。

そっか。じゃあ、できるだけ二酸化炭素の排出を減らすように心がけないといけないんだね。
はるか

Haru_You
二酸化炭素を減らすために、エコカーやバイオエタノールの使用といった、カーボンフリーという運動が進んでいるね。
まあ、二酸化炭素だけが原因かっていえばそれにも疑問はあったりするんだけどね。
地球温暖化と二酸化炭素の関係について提唱し、ノーベル賞をもらったアメリカのゴア氏は環境問題で金儲けしたかっただけという説もあるくらいだし。

酸性雨とオゾンホール

Haru_You
酸性雨という言葉も聞いたことあるでしょ。
工場の排煙や車の排気ガスから出るいおう酸化物、ちっ素酸化物が雨に溶け込み、酸性の雨が降る現象だよ。

雨が酸性になるとどんな影響があるの？
はるか

Haru_You
酸性雨が湖沼に流れ込めば魚が死滅するし、大地にしみこめば植物が枯死するね。
また、石灰岩や大理石、金属製の建造物を溶かしてしまうという影響もあるよ。

これも人間の活動が環境に影響を与えたことだよね。
他にもそういうのはあるの？
はるか

Haru_You
地球の上空には酸素が変化してできたオゾンという物質によるオゾン層があって、生物に有害な紫外線を吸収してくれているんだけど、フロンという物質がオゾン層を破壊してオゾンホールという穴を開けてしまう現象が起きているね。

フロンっていうのはどこで使われているの？
はるか

Haru_You
オゾン層の破壊が問題になって規制されるまで、フロンは冷蔵庫やクーラーの冷却剤として使われていたね。
オゾンホールは南半球、特に南極上空に多くできているよ。

生物どうしのつながり　一問一答演習問題プリント

演習プリントには、Excelファイル版とPDFファイル版があります。
Excelファイル版はリロード・再計算（F8）するたびに数字や配列が変わります。
マクロは使用していませんので、セキュリティ警告はありません。
なお、PDF版では20問の収録ですが、Excel版にはより多くの問題を収録しています。
はるか

生物どうしのつながり

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生物どうしのつながり（PDF版）

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生物どうしのつながり演習問題
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はるか