中学受験理科｜花粉は次の花にも届く？｜残る割合を訪問順に追う

昆虫が一つの花から別の花へ移るとき、体に付いた花粉が全部一度で落ちるとは限りません。一部が柱頭に届き、残りがさらに次の花へ運ばれることがあります。中学入試で花粉の移動量を計算するときは、花を訪れた回数だけでなく、その時点で体に何粒残っているかを追います。

最初の花に由来する花粉を区別する

昆虫の体には、訪問するたびに新たな花粉が付く場合があります。全部の花粉を合計した数と、最初の花Aから持ち出した花粉の残りを混ぜると、移動先が分からなくなります。問題で色や印を付けた花粉を追うのは、どの花に由来するかを区別するためです。

ここでは、最初に付いた印付き花粉だけを数え、新しく付く印のない花粉は計算へ含めない模型を考えます。昆虫が身づくろいをする、飛ぶ途中で落ちる、柱頭ではない場所へ付くといった損失も、指定された場合には別枠にします。体から減った数が、そのまま受粉に使われた数になるとは限りません。

毎回残りの半分が届き、他の損失がない例題1の模型。

毎回残りの半分が届くなら、最初に百粒あれば一回目に五十粒、次は残った五十粒の半分で二十五粒です。訪問ごとに五十粒ずつ届くのではありません。割合の基準が、その時点で残っている数へ更新されていることを、訪問順の表に書きます。

実際の移動割合は花や昆虫の種類、触れる場所などで変わり、いつも半分になるわけではありません。このような割合は問題文で与えられた計算用の規則として使います。植物の実測値と練習用の仮定を区別して読みましょう。

昆虫に印付き花粉が80粒あります。次の花を訪れるたび、その時点で体に残る印付き花粉の半分が柱頭へ移ります。ほかの損失はありません。三つ目の花までに各花へ届く粒数と、三回の訪問後に体へ残る粒数を求めなさい。

答え・解説： 一つ目へ40粒、残り40粒の半分の20粒が二つ目へ、残り20粒の半分の10粒が三つ目へ届きます。体には10粒が残ります。40＋20＋10＋10＝80となるので、最初の花粉を重複して数えていないかも確認できます。

出発時に印付き花粉100粒があり、次の花に着くまでに20％が失われます。到着した時点で残っている花粉の25％が柱頭へ届きました。途中の損失、柱頭へ届いた数、訪問後に体へ残る数を求めなさい。

答え・解説： 途中で20粒失われ、到着時は80粒です。その25％なので柱頭へ届くのは20粒。体へ残るのは60粒です。100−60＝40粒減っていますが、その全量が柱頭へ届いたわけではありません。失われた20粒と、受粉の場所へ移った20粒を分けます。

柱頭に届いた花粉がすべて発芽し、受精まで進むとは限りません。同じ種類の植物か、花粉が発芽できる状態か、その後に花粉管が伸びるかなど、次の段階があります。また、胚珠の数にも限りがあります。到着花粉が多かったという結果だけから、種子も同じ倍率で増えると結論しません。

昆虫が十回訪れた花と一回だけ訪れた花を比べる場合も、一回ごとの有効な花粉の量が同じとは限りません。例題1のように持ち越す花粉が減る模型では、後の訪問ほど最初の花に由来する量が少なくなります。一方、新たな花粉が追加される実際の場面では、由来の混ざり方も調べる必要があります。

実験で印を付ける方法を使うなら、印を付ける操作自体が花粉の付きやすさや昆虫の行動へ影響しないかも検討します。観察のための処理が元の移動を変えていないか、という視点です。入試資料に対照実験が付いていたら、その役割を説明できるようにします。

計算をするときには、体に残った数を次の行の出発値へ写します。初めの八十を毎回使い続けていないか、損失と到着を同じ欄へ入れていないか、最後に合計が出発値へ戻るかを点検します。割合の算数を、実際に何がどこへ移ったかに結び付ける練習になります。

花粉の持ち越しを理解すると、昆虫が遠くへ行ったかだけでなく、最初の花の花粉がどこまで残ったかという問いが見えてきます。移動距離、訪問回数、届く花粉量、受精の結果をそれぞれ分けて読むことが、受粉実験を丁寧に考える土台になります。

例題1で訪問先の名前だけを入れ替えれば、最初の花には依然四十粒が届きますが、四十粒を受け取る花の名前が変わります。量を決めるのは訪問の順位という模型だからです。どの花に多く届いたかを比較する実験では、いつも同じ花を最初にしない工夫も考えられます。

印付き花粉が少なくなっても、昆虫の体に付く花粉全体が同じ割合で減ったとは限りません。後の花で印のない花粉を受け取っていれば、総量は増える場合もあります。由来別の追跡結果と総量の観察結果は、異なる問いへ答えています。

柱頭への到着が見つからなかった花でも、観察の検出限界より少ない花粉が届いた可能性は残ります。計算問題では粒数を正確に与えていますが、調査の文章では「確認できなかった」と「存在しない」を不用意に言い換えないようにします。

昆虫が花の近くを通過しただけの場合は、柱頭への接触があった訪問と区別します。訪問の定義が資料ごとに異なると、同じ十回という数字でも比較できません。足し算の前に、何を一回として記録したかを確かめることが必要です。