中学受験理科｜根はどこが伸びる？｜印の移動と間隔の変化を読み分ける

根に等間隔の印を付けて、しばらく育てました。先端に近い印ほど遠くへ動いたら、その印の場所が最も伸びたのでしょうか。印そのものの移動量と、隣り合う印の間が広がった量は違います。成長した場所を調べるには、間隔の変化へ目を向けます。

中学入試の植物の実験では、観察した結果からどこまで言えるかを問います。本稿では、根に付けた同じ印を前後で追えるものとし、根の曲がりや撮影の倍率の影響を除いて、根に沿った距離を比べます。

移動したことは、その場所の成長とは限らない

輪ゴムの中央部分だけを伸ばすと、その先に描いた印も位置が変わります。印の周囲が伸びていなくても、手前の部分が伸びたことで押し出されるからです。根の印にも同じ区別が必要です。

ある印が固定した背景から5mm遠ざかったという情報は、その印の位置の変化を表します。そこだけが5mm伸びたとは言えません。その前後の印との距離が何mm変わったかを調べると、区間の伸びが分かります。

写真を比べるとき、鉢や根全体が動いていないかも確認します。全体が同じだけ動けば、背景からの位置は変わりますが、印同士の間隔は変わりません。基準に何を置いた測定かを、図の目盛りから読み取ります。

例題1。同じ縮尺で区間を比較しています。Aをそろえて描き、根全体の移動は表していません。

根の先には、先端を保護する根冠があります。その内側の細胞分裂が盛んな部分や、少し基部側の細胞が大きく伸びる部分などが、根の成長に関わります。先端の一点がゴムのように伸び続けるという図にはしません。

印の実験で大きく間隔が広がるところがあれば、その観察期間にその区間が大きく伸長したと読めます。ただし、印だけを見て細胞分裂の回数や細胞の個数まで直接測ったことにはなりません。組織の観察とは情報の種類が異なります。

また根の種類、育てた条件、観察する長さの範囲で記録は変わります。「先端から何mmの場所がいつも最も伸びる」と、例題の数字をすべての植物へ広げないようにします。

基部側から先端側へA、B、C、Dという印を付け、初めのAB、BC、CDをそれぞれ2mmとします。後で2mm、3mm、6mmになったなら、増加は0mm、1mm、4mmです。最も伸びたのはCDです。

後の長さだけで比べられるのは、初めがすべて等しいこの例だからです。初めが不ぞろいなら、初めから長かった区間が後も最長になる場合があります。前後の値を並べ、まず増えた長さを計算します。

元の長さに対する割合を求める問題なら、増加量ではなく後÷前を使います。「何mm伸びたか」と「何倍になったか」は別の問いです。区間の長さの表に、増加量と倍率の二列を作ると取り違えを防げます。

A、B、C、Dは根の基部側から先端側へ付けた印です。初めは隣り合う印の間隔がすべて2mmでした。一定時間後、ABは2mm、BCは4mm、CDは7mmになりました。最も伸びた区間と、AからDまでの長さの増加を求めましょう。

答え・解説： CDが最も伸び、AからDは7mm増えました。区間ごとの増加は0、2、5mmなので、最大はCDです。合計は初め6mm、後13mmで、13−6＝7mmとなります。

Dが根の先端そのものだとは指定していません。AからDの増加が7mmでも、根全体の伸びが必ず7mmだとは言えません。測った範囲の外にも伸びる部分があるかもしれないからです。

固定した背景を基準に、同じ向きを正として測ったA、B、Cの位置は、初め0mm、2mm、4mmでした。後では3mm、5mm、10mmです。ABとBCは、それぞれ何mm伸びましたか。根はまっすぐで印の順序は変わっていません。

答え・解説： ABは0mm、BCは3mm伸びました。ABは初め2mm、後も5−3＝2mmです。BCは初め2mm、後は10−5＝5mmなので、増加は3mmです。

AもBも3mm動いていますが、二つの間隔は同じです。Cは6mm動いていても、BCが6mm伸びたわけではありません。両端の位置の差を取ることによって、共通して移動した分を取り除けます。

観察前後で写真を拡大した割合が違えば、画像上の間隔はそのまま比較できません。写し込んだ物差しなどを使い、実物のmmへ直してから計算します。根が曲がっている場合も、直線距離と根に沿った長さを混ぜないようにします。

印は追跡の手掛かりですが、根を傷めたり成長を妨げたりすれば、本来とは違う結果になることがあります。表が与えられた問題では比較条件を読み、位置の変化・区間の伸び・根全体の成長という三つの範囲を分けて説明しましょう。