魚は水中で呼吸しています。では、水そのものを分解して、酸素を取り出しているのでしょうか。 一般的な魚がえらで取り入れるのは、水に溶けている酸素です。水そのものと、水に溶けている気体を分けましょう。
| 見ていること | そこから言えること |
|---|---|
| 泡が見えない | 酸素ゼロとは限らない |
| 水が十分にある | 溶けた酸素も十分とは限らない |
| 魚が呼吸する | 水そのものを分解するわけではない |
一般的な魚が酸素を取り入れる経路の模式図。水そのものが血液へ流れ込む矢印ではありません。
泡が見えなくても、酸素はある
水槽に泡が見えないときでも、水には酸素が溶けています。 食塩が溶けると粒が見えなくなるように、気体も、水に溶けた状態では泡として見えるとは限りません。 「泡がないから酸素もない」とは言えないのです。 口から入った水がえらを通るとき、魚は水に溶けた酸素を取り入れます。
水があることと、十分な酸素があること
水がたくさんあれば、酸素も必ず十分でしょうか。 水中の酸素は、魚だけでなく、ほかの生物の呼吸などでも使われます。水の量が同じでも、溶けている酸素の量まで同じとは限りません。 水があるのに酸素不足が起こる。このことは、水そのものを酸素の供給源だと思っていると理解しにくくなります。 生き物を使って酸素を減らす実験をする必要はありません。問題文の条件から考えましょう。
最後に、一問だけ
「透明な水には酸素の泡が見えないので、魚は呼吸できない」 どこを直しますか。 酸素は水に溶けていて、泡として見えない場合があります。見える泡と、溶けている酸素を分けて答えてください。
あわせて読む
水の量を2倍にしたら、温度も2倍上がる？｜同じ熱を何gで受け取るか
ふ化したメダカのお腹は、なぜふくらんでいる？｜えさと養分を分けて考えよう
編集補足：水の量と、溶けた酸素の量を別々に記録する
以下は、魚の呼吸と水中の酸素を資料で考える編集補足・自作例題です。一般的な魚がえらで取り入れる酸素を扱います。魚を酸素不足にする実験は行わず、数値は説明用の仮の記録として読みます。
水の体積が同じでも、溶けている酸素の量は同じとは限りません。酸素がどれだけ含まれるかを表す記録が別に必要です。透明さ、泡の有無、水の見た目の量だけを、酸素量の測定結果に置き換えないようにします。
例題1：同じ2Lの水なら、酸素の量も同じ？
容器AとBには水が2Lずつあります。測定資料では、Aは水1L当たり酸素6mg、Bは1L当たり3mgを含むと示されています。容器全体に溶けた酸素は、それぞれ何mgですか。これらの数値は飼育基準を示すものではありません。
Aは12mg、Bは6mgです。 1L当たりの量に水の体積を掛け、6×2＝12mg、3×2＝6mgと求めます。同じ2Lでも、単位体積当たりの含有量が違うため、全体の酸素量も違います。水がたくさん見えることだけでは比較できません。
ここで求めた12mgや6mgは水の質量ではなく、溶けている酸素の質量です。また、この数値だけで魚を何匹飼えるかを決めることはできません。魚の種類や大きさ、ほかの生物、時間による酸素の出入りなどの条件が示されていないからです。
例題2：泡が消えたら、酸素もなくなった？
水の中を上がっていた泡が水面から外へ出て、見える泡がなくなりました。「泡がないから、水の中に溶けた酸素もゼロ」と説明してよいでしょうか。
説明できません。 見える泡は気体がまとまった状態です。一方、水に溶けた酸素は、泡として見える必要がありません。泡が見えないという観察と、溶けた酸素を測ってゼロだったという測定は別です。
反対に、泡が見えるから必ず酸素が十分だとも言い切れません。泡に含まれる気体の種類や、水へどの程度溶けたかも、見た目だけでは確定できないからです。問題に水中の酸素を測った結果があれば、それを根拠に比較します。
えらを通る水と、体に取り入れる酸素を分ける
口から入った水がえらを通るとき、魚は水に溶けている酸素を取り入れます。この説明を「水そのものを分解して酸素を作る」と書き換えてはいけません。取り入れる酸素は、もともと水に溶けていたものです。
図の矢印も二種類にすると整理できます。水が口からえらの方へ進む経路と、酸素が水から体へ取り入れられる向きは同じ意味ではありません。水の流れの矢印を、そのまま水全体が血液へ入る図として読まないようにします。
酸素が使われる相手は魚だけではない
水中の酸素は、ほかの生物の呼吸などでも使われます。魚の数が同じだから酸素の減り方も必ず同じ、とするには条件が足りません。問題に植物や微生物などの情報がある場合、それも資料の一部として考えます。
ただし、酸素量が減った記録だけから、原因となった生物を一つに決めることもできません。何を入れた容器と何を入れない容器を比べたのか、温度や水量などをどうそろえたのかを確認します。記録がない原因を、思いつきで補わないことが大切です。
溶けたものは、見えないからなくなったとは限らない
食塩の粒が見えなくなっても、食塩水に食塩が含まれるのと同じように、見える形がないことは存在しない証拠にはなりません。ただし、食塩と酸素で性質がすべて同じという意味ではありません。「見た目だけでは溶けた量が分からない」という共通点を取り出して比較します。
透明な水でも、溶けた物質を含んでいることがあります。魚の呼吸を説明するときは、水、水に溶けた酸素、見える気泡を別のものとして扱います。三つを分ければ、水があるのに酸素が不足する場合も、言葉の矛盾なく考えられます。
記述では、対象と根拠を一緒に書く
「酸素が少ない」と答えるなら、何を測った資料から分かるのかを添えます。「魚が水を分解する」を直すなら、「水に溶けている酸素をえらで取り入れる」と主語と対象を示します。知識の単語だけでなく、何がどこからどこへ移るのかまで説明してみてください。