赤潮で魚が被害を受けた、というニュースがあります。「プランクトンが増えて酸素がなくなる」と覚えると、植物プランクトンが光合成をすることと、つながらなくなるかもしれません。酸素をつくるのに、どうして酸素が少なくなるのでしょうか。ここでは、昼と夜、増えているときと死骸が分解されるときを分けて考えます。
赤潮は、主にプランクトンが大量に増えることで、水の色が変わる現象です。名前に赤とありますが、いつも鮮やかな赤色とは限りません。種類によって茶色や緑色に見える場合もあります。赤い絵の具が流れ込む現象だと思わず、水中に何が増えたのかに注目しましょう。
植物プランクトンも、呼吸をしている
光合成をする植物プランクトンは、光があるときに酸素を放出します。一方で、呼吸によって酸素を使う働きもあります。呼吸は夜だけに切り替わるものではありません。昼の観測値では、酸素をつくる働きと使う働きの差が、ほかの水の出入りなどと一緒に表れます。
したがって、植物プランクトンが多い場所で、昼に水中の酸素が多くなることもあります。その一回の測定だけで、「この場所は一日中、酸素が十分」とは言えません。夜には光合成による供給がなくなり、呼吸による消費は続きます。いつ測った数字なのかが、結論を大きく変えます。
死骸を分解するときにも酸素が使われる
大量に増えたプランクトンが死ぬと、その有機物を微生物が分解します。酸素を使う分解が進めば、水中の酸素が減る要因になります。表面では光が届きやすくても、底の近くでは違う状態になっていることがあります。海全体を、均一な一つの水槽として考えないことも大切です。
上と下の水が混ざりにくい条件では、下の層へ酸素が補給されにくくなる場合があります。ただし、酸素の少ない水ができる原因は赤潮だけではありません。水の交換や温度、地形なども関係します。図の矢印を「必ず起きる順番」と読むのでなく、どの条件でその経路が強くなるかを考えます。
魚への被害を、全部酸欠と決めない
赤潮による被害には、酸素不足以外のしくみもあります。プランクトンの種類によっては、魚のえらに悪影響を与えることなどが問題になります。水が変色したこと、酸素が少ないこと、魚が死んだことは、関係する場合があっても、同じ観測事実ではありません。
文章で「赤潮が発生し、魚に被害が出た」とだけ書かれていれば、詳しい原因まで一つに決められない場合があります。酸素の測定値やプランクトンの種類が示されているかを確認します。「ニュースで聞いた説明」をどの資料にも当てはめるより、その問題で与えられた根拠の範囲を守るほうが、正確な答えになります。
例題1｜昼の測定だけで判断してよい？
ある観察で、同じ地点・同じ深さの水中の酸素量を調べました。説明用の値として、午後は水1Lあたり10mg、翌朝の日の出前は4mgでした。減った量を求めてください。また、午後の測定だけから「夜も十分な酸素がある」と判断できるでしょうか。
答え・解説： 減った量は10−4＝6mg/Lです。午後だけの値から夜の状態までは判断できません。夜は光合成による供給がなくなる一方、呼吸などで酸素が使われます。ただし、この二つの数値だけで、減少のすべてをプランクトンの呼吸量だと計算することもできません。水の移動など、ほかの出入りの条件が示されていないからです。
例題2｜茶色だから赤潮ではない？
海水が茶色く見え、調べると特定のプランクトンが非常に多くいました。「赤ではないので、赤潮ではない」という説明は適切でしょうか。また、その観察だけで魚の被害の有無まで分かりますか。
答え・解説： 色の名前だけで赤潮ではないと決めるのは適切ではありません。赤潮は種類によって見える色が異なります。一方、プランクトンが多いという観察だけでは、魚の被害の有無までは分かりません。種類、濃度、魚の状態、酸素など、必要な情報を追加して調べることになります。
「増える条件」と「起きた結果」を別の欄に置く
プランクトンの増え方には、栄養塩、光、水温、水の動きなどが関係します。一つの条件だけを増やせば必ず同じ赤潮が起きる、という単純な仕組みではありません。資料を整理するときは、増殖に関わる条件と、増えたあとに観察された結果を、別の欄に書きましょう。
環境の問題では、原因が一本の矢印で終わらないことがあります。それでも、途中を分ければ読みやすくなります。プランクトンが増える、昼は光合成もする、夜も呼吸は続く、死骸は分解される。そのうえで、いつ、どの深さで測った値なのかを戻して確認します。知識を一つ増やすより、複数の知識を矛盾なく使えるようにすることが、この題材の大切な練習です。
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