中学受験理科｜蜜がないランにも虫が来る？｜訪花と花粉の受け渡し

花が虫を呼ぶのは、必ず蜜を与えるためでしょうか。ランの仲間には、蜜などの報酬を与えず、姿やにおいなどで昆虫を引き付けるものがいます。けれども虫が花に来ただけで受粉が成功したとはいえません。訪れた回数、花粉を持ち出した回数、別の花へ花粉が付いた回数を分けて読む必要があります。

誘う働きと花粉を運ぶ働き

花の見た目やにおいが昆虫の行動を引き起こす場合があります。ただし、ラン全体が同じ方法で受粉するわけではありません。蜜を与える種類も、自家受粉するものもあります。特定の例の仕組みを、全てのランへ広げないことが出発点です。

だますという日常語を使っても、花が人間のように計画を立てたという意味ではありません。花の特徴と昆虫の行動が、結果として花粉の移動につながる仕組みを表しています。答案では意図を想像するより、「このにおいのある模型へ訪問が増えた」など、観察された事実で説明します。

例題の段階別集計。訪花数と受粉成功を分ける。図は仕組みを整理する模式図です。

花粉のまとまりを数える

ランの仲間では花粉がまとまりとして運ばれる場合があります。虫が触れた回数と、そのまとまりを持ち出した回数が一致するとは限りません。触れた場所が違う、既に花粉が運び去られた後だった、虫の体に付かなかったなどが考えられます。さらに持ち出した花粉が、次の花の適切な場所へ届く必要があります。

花粉を受け取る場所への付着を確かめず、「二つの花を訪れたから受粉した」とするのは一段階飛ばしています。結実まで調べるなら、その後の成長条件も関係します。どこまでを成功と呼ぶかを、資料の見出しに合わせましょう。訪花、付着、結実は異なる観察項目です。

例題1　三段階の割合

ある模型調査で、昆虫が花を訪れた回数は100回でした。そのうち40回で花粉を持ち出し、その40回のうち10回で別の花の受け取る部分へ付着しました。持ち出した後に付着した割合と、全訪問に対する付着の割合を求めなさい。

答え・解説： 前者は10÷40×100＝25%、後者は10÷100×100＝10%です。40%の持ち出し率に25%を掛けると10%になります。25%を全訪問への割合として答えると分母が変わっています。また、ここで確認したのは付着までで、果実が10個できたとは言えません。

例題2　においの比較

同じ形と色の模型を用意し、におい付きAには一時間に24回、においなしBには6回の訪問がありました。次の日、左右の位置を交換して同じ条件で調べると、Aに20回、Bに8回でした。二日間のAとBの訪問数の合計と比を求め、位置を交換する意味を説明しなさい。

答え・解説： Aは44回、Bは14回で、比は22対7です。位置を交換するのは、日当たりや風向など、置き場所への偏りがにおいの効果へ混ざるのを調べるためです。この二日だけで全ての条件を除けたとは限りませんが、同じ位置のまま一回比べるより、説明を確かめる材料が増えます。

訪問回数は昆虫の人数ではない

同じ昆虫が何度も来た場合、訪問が十回でも昆虫十匹の記録ではありません。個体識別がなければ、回数として報告するのが適切です。何度も同じ花へ来る行動と、多くの異なる個体が一度ずつ来る行動では、花粉の移動の仕方も違う可能性があります。

また、訪問の途中で虫が学習することも考えられます。最初の一時間と次の一時間で回数が違うとき、においが弱くなったのか、虫の行動が変わったのか、天候が変わったのかは一つの数だけでは決まりません。時間帯別の記録や、模型を新しく交換した比較などが追加の手掛かりになります。

植物と昆虫を一組として考える

自生地の受粉を担う昆虫がいない場所では、同じ花が咲いても同じように受粉するとは限りません。花の形だけを育てれば仕組み全体が再現されるわけではないのです。植物の特徴、昆虫の種類、開花時期、昆虫の活動時期などが組み合わさっています。

中学入試でこのような題材が初めて登場しても、全てのランの名前を覚える必要はありません。資料が示す誘引の条件と、観察した成功段階を読み分ければ考えられます。「虫が来たから」と省略せず、花粉の持ち出しと付着を矢印でつないで説明する練習に使いましょう。

花粉が運ばれる先まで追う

花粉塊を付けて飛び去った虫を観察しても、その花粉が同じ種類の花の柱頭へ届いたとは限りません。途中で落ちたり、別の場所へ付いたりする可能性があります。運び出された段階と届けられた段階を区別することで、訪問した虫の数だけでは分からない受粉の過程を検討できます。

さらに、柱頭へ届いた後に必ず種子ができると決めるのも早すぎます。受精やその後の発達は、花粉の到着より後の段階です。資料がどの段階を成功として数えたのかを明記しましょう。花を訪れた回数を「受粉した花の数」と書き換えると、回数と花の個数という単位まで変わってしまいます。

同じ虫が繰り返し来る場合、訪花四十回は四十匹の虫を意味しません。花の数についても、一つの花へ何度も訪れた可能性があります。観察欄には訪問の延べ回数なのか、見分けた虫の数なのかを添えます。割合を求める際は、分子と分母が同じ単位の集計になっていることを確認します。

蜜のある模型とない模型を比べる実験では、花の色、形、匂い、配置まで変えてしまうと、どの条件が訪問を変えたのか分かりにくくなります。置く場所を入れ替える工夫は、虫が通る経路の偏りを調べるためです。左右を入れ替えても特定の模型へ来る傾向が続けば、その模型の特徴が関係する説明を支えます。ただし全てのランが同じ手段で虫を誘うわけではなく、蜜を与える種類もあります。対象の種類の特徴として説明することを忘れないでください。