中学受験理科｜地下茎で増えた植物は何個体か｜株の数と種子由来のまとまり

地下茎でつながった植物が、地上に何株も並んでいるとします。「植物は何個体あるか」と聞かれたら、目に見える株を数えるだけでよいのでしょうか。植物では、独立して育てる体の単位と、一つの種子から無性生殖で増えたまとまりを、別々に数えることがあります。

中学入試で専門用語を先に覚える必要はありません。図の色分けや親子関係の説明から、何を一つと決めているかを読み取ることが中心です。ここでは、三つの種子から育ち始めた植物が地下茎で増える架空の例を使います。枯れた株はなく、由来がすべて記録されている条件です。

目に見える株と、出発点の数を分ける

種子Aから増えた株が4株、種子Bから増えた株が3株、種子Cから増えた株が5株あれば、株の合計は12株です。しかし、種子にさかのぼった出発点は三つです。株を丸印、同じ種子に由来するものを同じ色として描くと、12個の丸が三つの色のまとまりに分かれます。

植物生態学では、無性生殖でできた体の単位をラメット、一つの接合子に由来するまとまりをジェネットと呼び分けます。この記事では理解しやすいように「株の単位」「種子由来のまとまり」と書きます。すべての植物で一本の茎が必ず一ラメットに当たるわけではないので、観察上の株の決め方も与えられていると考えてください。

丸が株、線が地下茎、色が由来。線を切っても、それだけで種子由来の数は増えない。

つながりを切っても出発点は増えない

地下茎の途中が切れれば、もともとつながっていた株が別々に生きることがあります。しかし、切れたという出来事だけで、それぞれが新しい種子から育ったことにはなりません。今回の数え方では株が枯れず、新しい株もできなければ、株数も種子由来のまとまりの数も変わりません。

ここを「つながっていれば一個体、切れたら二個体」とだけ決めると、問題が尋ねる由来の数と合わなくなります。現在の物理的なつながりと、過去の繁殖の出発点は別の情報です。同じ色の株どうしが離れていても、記録上の由来は同じままです。

種子から新しく生えた場合は別に加える

無性生殖で株が増える場合と、新たな種子が発芽する場合では、加える欄が違います。既存のA由来の株から地下茎で二株増えたなら、株数には2を加えますが、Aというまとまりは一つのままです。一方、新たな二個の種子がそれぞれ一株として育ったなら、株数も由来のまとまりも2ずつ増えます。

有性生殖では親と全く同じ遺伝的な組合せになるとは限りません。ただし、種子二個が別のまとまりであることと、調べた遺伝子の型が必ず全部異なることも同じではありません。ここでは遺伝子検査の型を数えるのでなく、どの種子から始まったかという系統の記録で分類します。

例題1｜株数と由来の数

三つの種子A、B、Cから育った植物が、地下茎によってそれぞれ4株、3株、5株になりました。株の数と、種子由来のまとまりの数を答えなさい。株はすべて生存し、別の種子から生えた植物はないものとします。

答え・解説：株数は4＋3＋5＝12株です。由来のまとまりはA、B、Cの3つです。12と3は互いに矛盾する答えではなく、数えた単位が違います。解答欄に数字だけを書くのではなく、「12株」「3つの種子由来」と単位をつけると、どの分類を使ったかがはっきりします。

例題2｜切断と発芽を区別する

例題1の植物の地下茎のつながりがすべて切れましたが、12株は枯れずに残りました。その後、別の二個の種子がそれぞれ一株として発芽しました。この時点の株数と種子由来のまとまりの数を求めなさい。

答え・解説：切断だけでは、今回の定義による株数12と由来3は変わりません。新しい種子からの二株を加えると、株数は14株、由来のまとまりは5つです。切断した回数を由来の数へ足すのは誤りです。増えたのが接続のない部分なのか、実際の新しい株なのか、新たな種子由来なのかを区別します。

野外では見た目だけで由来を断定しない

近くに同じ種類の株が並んでいても、それだけで同じ種子由来とは限りません。逆に離れた株が、過去には地下茎でつながっていた可能性もあります。由来を確かめるには、成長の追跡や地下部の調査など、目的に合う資料が必要です。葉の形が似ているというだけで、同じまとまりだと決めないようにしましょう。

この問題のポイントは、特殊な名称の暗記ではありません。数を比べるには、何を一個とするかという定義が必要だということです。生物の図に丸がたくさん並んでいたら、丸の数、色の数、線でつながった部分の数を一度分けて見てください。問題文に合う数え方が見えてきます。

数える目的で単位を選ぶ

地表をどれほど覆っているかを調べるなら、種子由来の数だけでは足りません。一つの由来が広い範囲へ増えている場合があるからです。一方、繁殖の出発点をいくつ保っているかを知りたいとき、株が多いことだけを根拠に出発点も多いと判断することはできません。

同じ図から違う数が得られるとき、問題の不備とは限りません。「数える単位を先に指定する」という科学の約束を問う資料かもしれません。今回の12株と3つのまとまりを、どちらも単に「植物12個体」「植物3個体」と書き換えると定義が曖昧になります。説明文に数え方を残すことが、読み手との食い違いを減らします。