中学受験理科｜花に来る虫が多ければ受粉も多い？｜一回の働きを掛ける

花に虫Aが20回来て、虫Bは5回しか来ませんでした。受粉への働きもAが四倍、と決めてよいでしょうか。虫が花へ来た回数と、めしべの柱頭へ同じ種類の花粉を届けた量は、別々に調べる必要があります。

花の写真を見て虫媒花と答える知識に加え、中学入試では観察結果から働きを比較することがあります。今回は訪花回数と、一回の訪問で付着する花粉数を組み合わせます。花粉を運ぶ量を、果実や種子の数と直結させないことも大事な読み方です。

花へ来たことと受粉したこと

虫は蜜や花粉などを利用するために花へ来ますが、そのとき柱頭に触れるとは限りません。虫の体に花粉が付いていても、それが別の花の柱頭へ移ったかどうかは別の観察です。花の種類が異なる花粉なら、その植物の受粉として数えられない場合もあります。

したがって、虫の数、花への訪問回数、柱頭への接触回数、同種花粉の付着数を区別します。一匹が何度も訪れれば、訪問回数は個体数より大きくなります。同じ虫を重複して「何匹」と数えた記録へ、訪問回数の式を使わないようにしましょう。

例題1。平均の花粉付着数を各訪問へ適用する比較モデルです。

まだ虫が訪れていない花を用意し、一回だけ訪問させて、その後の柱頭の花粉を調べる方法が考えられます。初めから花粉が付いていれば、今回の訪問で増えた分と区別できません。複数の花で繰り返し、一回あたりの平均を求めます。

花粉を調べる操作で花を傷つけるなら、同じ花をそのまま次の観察へ使えるとは限りません。実験の計画では、測定に使った花と、果実ができるか観察する花を分ける必要もあります。数値だけでなく、調べ方に無理がないかを考えましょう。

同じ広さの区画を同じ時間観察しました。虫Aは20回訪花し、一回あたり平均3粒の同種花粉を柱頭へ届けます。虫Bは5回訪花し、一回あたり平均18粒です。この平均を各訪問に使えると仮定したとき、推定される総付着数を比べましょう。

答え・解説： Aは20×3＝60粒、Bは5×18＝90粒です。訪問回数はAが多いのに、この推定の総付着数はBが大きくなります。回数だけを比べた順位とは逆です。AとBの花粉付着への寄与を比較するには、少なくとも二種類の値が必要だと分かります。

ここで90粒は、必ず90個の種子になるという意味ではありません。花粉が発芽するか、受精するか、胚珠がいくつあるかなど、後の過程が残っています。計算の答えに「種子」と書かず、「柱頭へ付着すると見積もった花粉」と書きます。

虫Cは30分で12回、虫Dは20分で10回訪花しました。一回あたりの同種花粉付着はCが平均5粒、Dが平均3粒です。同じ割合で訪問が続くと仮定し、一時間あたりにそろえた推定付着数を求めましょう。

答え・解説： Cは一時間で24回なので120粒、Dは30回なので90粒です。Cの12とDの10を直接比べるのではなく、まず時間をそろえます。一時間あたりの訪問はDが多くても、付着数ではCが大きくなります。

ただし、この計算は観察した時間帯の率が続くという仮定です。朝だけ活発な虫と昼に多い虫を、短時間の記録だけで一日全体へ広げるには注意が必要です。観察日、気温、天気も結果に影響し得ます。

一回目と十回目で柱頭の状態が変わるなら、いつまでも同じ数が足されるとは限りません。花粉が十分付いた後、追加の訪問が種子数を増やさない場合もあります。今回の掛け算は、与えられた平均を使う比較モデルです。

農作物の収量を考えるなら、最終的な結実率や種子数の測定も必要になります。訪花を数えただけの研究と、果実まで追った研究の結論を同じ強さで扱ってはいけません。資料から直接分かる範囲を超えないようにします。

答案では「Bは一回あたりに届ける花粉が多いため、回数が少なくても総付着数の推定が大きい」と、掛けた二つの量に触れます。虫媒花という名前を答えるだけでなく、花と虫の関係を観察値で説明する練習になります。

一方に開花した花が100個、他方に10個しかなければ、区画全体への訪問回数をそのまま花一個の受粉の比較へ使えません。花の総数、観察時間、比較した面積も確認し、必要に応じて花一個・単位時間あたりへそろえます。今回は同じ範囲の総寄与を比べる設定ですが、問いが花一個へ変われば分母も変わるのです。

虫の体についた花粉を数えた結果だけでは、柱頭への受け渡しの量は決まりません。運搬中に失われる粒や、別の場所へ付く粒もあり得ます。観察のどの段階を数えたかに線を引くと、訪花、運搬、付着、受精を一本の出来事としてまとめてしまう誤りを防げます。