シダの葉の裏から出る胞子は、種子と同じなのでしょうか。胞子をまくと、見慣れたシダの葉がそのまま縮んだ形で出てくる、と考えると生活の流れを見落とします。代表的なシダでは、胞子から小さな前葉体が育ち、その上で受精が起こった後に、新しいシダの植物体が育ちます。
小さな前葉体も、生きて成長している
前葉体は、多くの学校教材では薄いハート形の姿で紹介されます。ここで大切なのは形を一つ覚えることより、胞子が発芽してできる段階であり、精子や卵をつくる器官を持つという役割です。代表的な緑色の前葉体は光合成をし、単なる種子の殻ではありません。
一方、ふだん見かけるシダの大きな葉を持つ植物体は、その後の段階です。葉の裏の胞子のうで胞子をつくる側と、精子・卵に関わる前葉体の側を区別します。ここでは典型的な生活史を模型として扱い、すべてのシダで前葉体の形や暮らし方が同一とはしません。
水が必要な場面を限定する
シダの受精では、精子が水の中を移動して卵へ達します。そのため、受精の場面で水の存在が重要になります。これは、胞子が必ず水で運ばれるという意味ではありません。胞子の散布と、精子が卵へ移動する過程は、時期も移動するものも異なります。
入試の選択肢に「シダは花粉が水で運ばれて受精する」とあったら、花粉という語が違います。花をつくらないシダの生活史へ、種子植物の受粉を持ち込まないようにします。受粉と受精も同じ操作ではないため、植物全体を一つの順番で暗記しないことが必要です。
例題1｜四枚の図を並べる
あるシダについて、Aは胞子の発芽、Bは前葉体上での受精、Cは大きな葉の胞子のうから胞子が出る様子、Dは受精後に若いシダが育つ様子です。Cから始めて一周する順番を答えなさい。また、前葉体が存在するのはAとBの間ですか、BとDの間だけですか。
答え・解説： C→A→B→D→成長したシダ→Cとなります。胞子の発芽後に前葉体が育ち、その上で受精するので、前葉体はAとBの間から存在します。受精後だけ突然できるものではありません。若いシダが育ち始めたときに前葉体が一時的に残る場合もあります。
例題2｜各段階を通過する割合
模型実験で胞子200個のうち60％が発芽し、発芽したものの半数が成熟した前葉体になりました。その前葉体の30％から、それぞれ若いシダが一つずつ育ったとします。若いシダは何個体ですか。胞子全体に対する割合も求めなさい。
答え・解説： 200×0.60＝120、120×0.50＝60、60×0.30＝18個体です。全体の18÷200＝0.09、つまり9％です。30％は成熟した前葉体60に対する割合なので、最初の200に直接掛けて60個体とはできません。各割合は練習用で、野外で一定の値になるという意味ではありません。
育たなかった原因を段階ごとに探す
胞子をまいても若いシダが少なかったとき、すべて発芽に失敗したとは限りません。発芽後の前葉体の成長、精子と卵が受精する条件、若い植物体の生存など、途中にも段階があります。観察が最後の個体数だけなら、どの段階が少なかったかは判断できません。
調べるなら、発芽した数、前葉体まで育った数、その後に若い葉が出た数を別々に記録します。観察期間が違う集団を同時点の結果として比べないことも大切です。生育が遅いだけの個体を、育たなかった個体として数えると結論が変わります。
同じ容器に多数の胞子がある場合、小さな前葉体を一つずつ区別しにくいことがあります。見えた緑色のかたまり一つを、必ず胞子一個由来と数えられるとは限りません。例題2では一つずつ追える模型として条件を置きましたが、実際の観察では数え方の定義も必要になります。
種子との違いを説明するときは、種子には受精後にできた胚が含まれるのに対し、ここでの胞子はこれから前葉体を経て受精へ進む段階だ、と順序で考えられます。小さい粒という外見だけで同じものにしないために、粒の前後で何が起きるかを見るわけです。
葉の裏の茶色い粒を見た場面から始め、胞子、前葉体、受精、若いシダへと図をつなぐと、離れていた知識が一つの生活史になります。「次に何ができるか」を自分の言葉で説明できれば、写真の順番を入れ替えた出題にも対応しやすくなります。
胞子の発芽と受精を同じ成功率にしない
例題の発芽率が高くても、その後に水分が不足して受精へ進みにくければ、若いシダの数は少なくなり得ます。逆に、受精後の生育がよいからといって、最初にまいた胞子がすべて発芽したことにもなりません。各段階の観察を飛び越えて理由を決めないようにします。
写真を比較する場合、倍率が異なると前葉体と若いシダの大きさの関係を誤解することがあります。画面いっぱいに写った前葉体が、野外の大きなシダより巨大という意味ではありません。拡大率や尺度の棒を読み、形の違いと実際の大きさの違いを分けてください。