中学受験理科｜受粉しても実がならない？｜花粉の相性と開花時期

めしべに花粉が付けば、必ず種子や果実ができるわけではありません。植物や品種の組み合わせによっては、自分と同じ系統の花粉では受精に進みにくい場合があります。受粉は花粉が届く段階であり、その後の受精や果実の成長までを一語でまとめないことが大切です。

中学入試の資料では、A、B、Cの品種について、どの花粉で実ができたかを表にして示せます。名前を暗記する問題ではなく、行と列の意味を読み、相性に加えて開花する時期が重なるかを確認する問題として取り組みましょう。以下の品種記号と数値は架空の設定です。

花粉を出す側と受け取る側を分ける

表の行をめしべ側、列を花粉側とするなら、Aの行とBの列は「AへBの花粉を付けた結果」です。Bの行とAの列と取り違えないよう、矢印をBからAへ描きます。表にない逆向きの結果は、同じと指定されない限り勝手に埋めません。

自分の花粉で実ができにくい性質を自家不和合性といいます。ただし、違う品種ならどの組み合わせでもよいとは限りません。相性が合うこと、花粉を作ること、開花が重なることなど、複数の条件があります。果樹の実際の品種選びを一般的な一つの表で決められるわけではありません。

例題1の架空の品種比較。相性と時期の両方を満たすのはC。

受粉の有無を確かめる実験とは問いが違う

袋をかけ、花粉を付ける群と付けない群を比べる実験は、花粉が必要かを調べる設計です。今回の問いは、花粉を付けた群どうしで、花粉の由来によって結果が変わるかです。付ける量、花の時期、扱い方をそろえ、変えるのは花粉の組み合わせにします。

花粉を付けても実ができなかったとき、花粉が生きていなかった、めしべの状態が適さなかったという可能性もあります。別の適合する組み合わせで同じ花粉が働くかを確認すれば、原因を絞る手掛かりになります。一つの失敗をすぐ相性だけのせいにしない姿勢が必要です。

例題1｜相性と時期の両方を満たすもの

品種Aが花粉を受け取れる期間は4月5日から10日までです。Bの花粉はAと適合しますが、Bが花粉を出すのは1日から3日。CもAと適合し、8日から12日。Dは5日から10日に花粉を出しますが、Aとは不適合です。自然に同時期の花から受粉するとき、候補はどれですか。日付は両端を含みます。

答え・解説： Cです。相性が合い、8日から10日までの三日間が重なります。Bは相性がよくても時期が重ならず、Dは時期が同じでも適合しません。この設定では保存した花粉を使う操作はないため、Bの花粉を後日使う方法を勝手に追加しません。

例題2｜結果の割合をそろえて比較する

AへBの花粉を付けた群では50花のうち30個の果実ができました。AへCの花粉を付けた群では80花のうち40個できました。観察期間などはそろえています。果実の実数が多い群と、花当たりの結実割合が高い群をそれぞれ求めてください。

答え・解説： 実数は40個のC群が多いです。一方、B群の割合は30÷50＝60％、C群は40÷80＝50％なので、割合はB群が高くなります。この結果だけで、別の年でも必ずBの方が優れるとは言えません。比較した花数と割合を併記すると、数の大きさによる印象に左右されにくくなります。

果実ができた数と種子の数も別

果実一個の中に複数の種子ができる植物もあります。結実した果実が同数でも、中の種子数が同じとは限りません。受精せずに果実が育つ場合もあるため、果実の外見だけで受精した胚珠の数を確定しないでください。何を成功の指標として調べているかが、結果の意味を決めます。

実ができにくい現象を、昆虫が来なかったことと同一視するのも注意が必要です。花粉が十分に運ばれても、組み合わせや花の状態の問題が残ることがあります。訪問数、付着した花粉、果実数という段階を分ければ、どこを調べ直すべきかを説明しやすくなります。

受粉の図は、花粉からめしべへ一本の矢印を描くだけで終わりがちです。その矢印に花粉の由来と時期を付け、先に進む条件を確認してみましょう。花の知識と表の読解をつなぐと、未知の植物名が出る入試資料にも、与えられた根拠を使って答えられます。

同じ品種の別の木ならよいとは限らない

物理的に離れた二本の木でも、同じ品種なら同じような不適合の関係になることがあります。「自分の花粉ではだめだから、隣の木の花粉ならよい」と距離だけで判断しません。資料が品種を単位に相性を示しているなら、木の本数と品種の数を別々に数えます。

開花期間の重なりも、日付の区間を描くと分かりやすくなります。5日から10日までという表記は、両端を含める設定なら六日間です。差の10−5＝5をそのまま日数にすると一日ずれます。例題1の8日から10日が三日間なのは、8、9、10と実際の日を数えるためです。時刻の経過時間を引き算する場合と区別してください。

袋掛けで他の花粉を防ぐ設計でも、花粉を付ける操作自体が花を傷めていないかという確認が必要です。両群で同じ操作を行い、由来だけを変える理由は、相性以外の差を減らすためです。果実が少なかった一群を見て、直ちにその品種の性質と決める前に、実験操作の公平さを確かめます。