根は重力に応じて下向きに伸びるだけでなく、水分の違いに応じて伸びる向きを変えることがあります。この水分屈性を調べるとき、湿った場所へ根が多かったという写真一枚だけで結論を急がないことが大切です。初めの位置や重力、光、土の硬さなど、別の条件も根の形へ影響し得るからです。
湿った側を左右で入れ替える
根を左右どちらかが湿った環境に置き、どちらへ曲がるかを調べる模型を考えます。左側を湿らせた実験だけで左へ曲がっても、左側にだけ光が当たっていた可能性が残ります。右側を湿らせた組、左右を同じ水分にした組も用意すると、水分差と曲がる方向の関係を確かめやすくなります。
根の伸びる向きは、同じ方向を向いた根が何本あったかだけでなく、初めの向きからどちらへ変化したかで記録します。最初から左へ傾いていた根を数えれば、途中の反応を過大に見積もるかもしれません。また、湿った場所でよく伸びたことと、そこへ向かって曲がったことも別です。長さの増加と方向の変化を分けて観察しましょう。
例題1 三つの組の比較
同じ種類の発芽直後の植物を各20本ずつ使いました。左を湿らせたAでは左へ15本、右へ2本、曲がりなし3本。右を湿らせたBでは右へ16本、左へ1本、曲がりなし3本でした。左右同じ水分のCでは左へ4本、右へ5本、曲がりなし11本です。AとBを合わせ、湿った側へ曲がった割合を求め、この結果から支持される説明を述べてください。
答え・解説： 湿った側へ曲がったのは15＋16＝31本、全体は40本なので77.5％です。湿った側を逆にすると多くの根の曲がる向きも逆になり、水分差に応じた反応を支持します。一方、すべての根が同じ反応をしたとはいえません。曲がらないものや反対へ曲がったものも記録に残します。
Cの20本を分母へ加えて31÷60とするのは、湿った側のない組まで「湿った側へ曲がる機会があった」と数えることになります。求めた割合の対象はAとBだけです。Cは原因を比べる対照として意味があり、割合の計算に必ず混ぜるための組ではありません。
例題2 下と湿った方向が重なった
別の装置で上を乾燥、下を湿潤にすると、根が下へ曲がりました。この結果だけで、水分屈性によって下へ曲がったと断定できますか。追加して比べたい条件を一つ提案してください。
答え・解説： 断定できません。重力に対する反応でも下向きになり得るためです。例えば上下の水分を同じにした対照を置き、下向きの曲がり方を比べます。左右の水分差を使って、重力の方向とは別の軸で変化を調べる方法も考えられます。提案では、ほかの条件をそろえることもセットで書きます。
実際の根には複数の刺激に対する反応があり、一つの刺激だけで向きが決まるとは限りません。「水を求めて考えて動く」と擬人化するより、根の成長が水分の違いに応じて調節される、と説明すると観察と仕組みが結び付きます。
曲がった根の多さだけで有利と決めない
水分のある側へ曲がっても、その後にどれだけ吸水したか、植物全体がよく育ったかは別の測定です。曲がる角度が大きい植物ほど必ず成長する、と数値を広げないでください。生物の実験では、行動や形の変化を測ったのか、成長量を測ったのかを明確にする必要があります。
答案では「Aで左へ多く曲がった」だけでなく、「湿らせる側を右へ替えると、Bでは右へ多く曲がった」と対にして書くと根拠が伝わります。左右同じCでは偏りが小さいことも補助になります。ただし、ここに示した数は架空の教材データであり、特定の植物種の反応率を報告しているわけではありません。資料の範囲で考察する姿勢を、この三組の表で練習しましょう。
本数を足す前に、どちらを向いたかをそろえる
Aの左向き十五本とBの左向き一本を足しても、水分の多い側へ向いた本数にはなりません。Bでは湿った側を右に変えているからです。この実験の集計では、紙面の左右より「湿った側」「乾いた側」という役割をそろえます。左向きという見た目でまとめる表と、湿った側へ向いたという意味でまとめる表は、別の問いに答えています。条件を反転した比較実験では、この集計の言い換えが欠かせません。
左右を逆にした群で同じ傾向が見られれば、装置の左側そのものを好んだという説明は弱くなります。しかし、それだけですべての別要因が消えるとは限りません。光の当たり方や温度、容器内の空間もそろえられているかを確認します。根の初めの向きが一方へ偏っていれば、途中で曲がったのか、そのまま伸びただけなのかも区別が必要です。開始時と終了時の図を対にすると、向きの変化を観察した実験として読みやすくなります。
曲がらなかった根を勝手に集計から外すことにも注意します。二十本を調べた群なら、反応が見られなかった本数も結果の一部です。曲がった根だけを分母にすると、湿った側を選ぶ割合が大きく見えやすくなります。一方、枯れた根を除外するなど測定前から決めた基準があるなら、その条件を別に示します。植物の反応は一本ごとにそろうとは限らないので、期待どおりの根だけを残す集計ではなく、調べた群全体を説明する表を作ることが大切です。