地面に落ちた松ぼっくりを見比べると、鱗片が広く開いたものと、閉じたものがあります。開閉しているから生きていて、筋肉のようなものを動かしているのでしょうか。成熟した松ぼっくりでは、鱗片の組織が水分を吸ったり失ったりすることで、曲がり方が変わります。
乾くと開き、湿ると閉じる反応が見られる種類では、この仕組みが種子の散布と関わります。ただしマツの仲間にも違いがあるので、全ての球果が同じ温度や湿度ですぐ開くという決まりにはしません。資料に示された種類と成熟状態の範囲で考えます。
二つの層が同じだけ伸びるとは限らない
鱗片の組織には、水分の変化に対する伸び縮みの違いがあります。組み合わさった層が異なる量だけ変形すると、全体が曲がります。片側が長くなると曲がりの外側になる、という関係を使うと、単に「水で動く」と覚えるより仕組みを理解しやすくなります。
ここで、光屈性による若い茎の成長と同じ現象にしてはいけません。成熟した鱗片の吸湿による変形は、そのたびに新しい細胞を増やして長くなる運動とは違います。水分を失うと向きが戻るような変化を観察すれば、不可逆的な成長とは違う機構を考える手がかりになります。
図は乾燥したときと湿ったときの開き方を比べた模型です。松ぼっくりの一本一本の鱗片を正確に数えた図ではありません。開き具合を測るなら、毎回同じ鱗片、同じ位置、同じ角度から観察します。横からの写真と上からの写真の幅をそのまま比べると、視点の違いが変形量に混ざります。
開いたことと、種子が出たことは別
鱗片が開くことは種子が外へ出やすくなる条件ですが、開けば必ず種子が何個も落ちるとは限りません。既に種子が出た後かもしれませんし、残る種子の数や引っかかり方も違います。開閉の角度と、散布された種子数を別々の記録にします。
松ぼっくり全体を一粒の種子と考えないことも大切です。鱗片の間に種子があり、翼をもつ種子では風に運ばれることに関わります。種子が育つ仕組みと、鱗片が開いて種子を放つ仕組みをつないで考えましょう。開いた鱗片を見ただけで、種子の発芽能力までは分かりません。
水分の影響を比べるときに、濡らしたものを暖かい場所へ移すと温度まで変わります。乾く速さを調べるなら、風や温度、置き方をそろえます。また、湿らせた直後に変化が小さくても、水分が内部まで移る時間が必要な場合があります。観察時刻をそろえ、変化の途中を完成した反応と取り違えないようにします。
例題1：幅の変化を割合で表す
同じ方向から測った架空の松ぼっくり模型で、開いているときの最大幅は50mm、湿らせて落ち着いた後は35mmでした。幅は何mm減り、元の幅に対して何％減りましたか。体積も同じ割合で減ったといえますか。
答え・解説： 幅は50−35＝15mm減り、15÷50＝30％の減少です。ただし、幅という一方向の長さだけから体積の変化率は求められません。高さや奥行き、形の変わり方が分からないからです。鱗片の間が閉じたことと、材料自体の体積がその割合だけ減ったことも同じではありません。
例題2：開いた鱗片が多い方で種子が多く落ちた？
架空の観察で、松ぼっくりAは八枚の鱗片が開き、種子が六粒落ちました。Bは十枚が開き、二粒落ちました。「Bは開き方が悪かった」と結論できますか。事前に確認したい条件を挙げてください。
答え・解説： 開いた枚数と落ちた数だけでは、開き方の良し悪しを決められません。最初に残っていた種子数や成熟状態、観察時間などが必要です。Bはもともと二粒しか残っていなかった可能性もあります。出てきた数を比べる前に、出る可能性のあった数をそろえることが大切です。
この題材では、動くことをすぐ生命活動の証拠とせず、材料が水分によって変形する可能性を考えます。何が動き、何が出て、何を数えたかを分けて観察すると、ありふれた松ぼっくりにも複数の仕組みが見えてきます。形の変化を時間の記録と結びつけて説明してみましょう。
裸子植物と種子と、オナモミの包みと種子数も、種子そのものと周囲の構造を数え分ける関連記事です。
図や記録を読むときの確認
開き方を時間ごとに撮影するなら、いつを零分としたのかも書きます。水に入れた時刻から数えた記録と、水から取り出した時刻から数えた記録では、同じ十分後でも状態が違います。撮影する向きが変わると、正面に見えるすき間の幅も変わるため、置く向きやカメラの位置をそろえて比較します。乾いた松ぼっくりの方が種子を多く落としたとしても、開く前に残っていた種子の数が違えば、開き方だけの効果は決められません。また、落ちた種子の数を数えることと、その種子が発芽するかを調べることは別です。形の変化、種子の放出、発芽という三つの観察を順番に区別すると、松ぼっくりが開いたという事実から、言いすぎた結論を出さずに済みます。