乾燥した場所で育てた植物の記録に、「根と地上部の比が大きくなった」とありました。これを読んで、根が前より増えたとすぐ言えるでしょうか。比は、根の重さだけでなく、比較相手である地上部の重さによっても変わります。
中学入試の成長実験では、増えた割合と増えた量が混同されやすいところです。この記事では乾燥重量で根と地上部を比べ、根が軽くなったのに比が大きくなる例を考えます。植物の反応を一つに決めつけず、表の数字が直接示すことを丁寧に読み取ります。
分母が地上部なのか、全体なのか
根が2g、地上部が8gなら、根÷地上部は2÷8＝0.25です。一方、植物全体に占める根の割合は2÷10＝0.20で20％です。同じ根を分子にしていても、分母が違うため、0.25をそのまま25％の根と説明してはいけません。
地上部には茎や葉など、問題が指定した範囲を含めます。葉だけを量った値を地上部全体として使えば、根との比が過大になります。生の重さを使うと水分の変化も加わるため、今回は全試料を同じ手順で乾燥させた結果とします。
根が減っても、比が増えることがある
根2g・地上部8gから、根1.5g・地上部3gになった場合を見ます。根自体は0.5g減っていますが、根÷地上部は0.25から0.50へ二倍になっています。地上部の減少が根より大きい割合で進んだためです。
この結果を「根が二倍に成長した」と書くと誤りです。正しくは、根と地上部の乾燥重量の比が二倍になった、と対象を限定します。生物の資料では「何が増えたのか」を名詞まで書き切ることで、文章の精度が上がります。
成長の途中か、別の個体の比較か
乾燥重量を測るには、通常その試料を採って乾燥させます。同じ個体を乾燥させた後、再び育てて測ったように説明しないことが必要です。初期と後期の値が別々の個体群の平均なら、そのように読みます。
また、処理区と対照区の違いが一回示されただけでは、全植物で必ず同じ反応が起きるとは言えません。個体数、測定のばらつき、育てた期間を確かめます。比率の計算そのものは正しくても、成長原因を説明するための証拠が十分かは別の問題です。
例題1｜増えたのは根か、比か
対照区の一個体当たりの乾燥重量は根2g・地上部8g、処理区は根1.5g・地上部3gでした。根÷地上部の比をそれぞれ求め、「処理で根の重さが二倍になった」という説明を直してください。
答え・解説： 対照区は2÷8＝0.25、処理区は1.5÷3＝0.50です。二倍になったのは根と地上部の比です。根の重さは1.5÷2＝0.75倍で、25％少なくなっています。比の増加と根の増量を、同じ言葉で表さないことが大切です。
例題2｜比から全体の内訳を求める
根と地上部の乾燥重量の比が2対3で、全体は15gでした。根と地上部はそれぞれ何gですか。また、根が全体に占める割合は何％ですか。
答え・解説： 全体の比は2＋3＝5で、一つ分は15÷5＝3gです。根は6g、地上部は9g。全体に対する根は6÷15＝0.40、40％です。根÷地上部の2÷3と、根÷全体の2÷5は別の値になります。
根の長さが分かっても、乾燥重量は決まらない
長く細い根と、短く太い根では、長さと重さの関係が異なります。根の長さを二倍にした図が、根の重さ二倍の証拠にはなりません。本文の資料が重さを扱うなら、図にも重さを書き、長さの縮尺を示した図と誤認させないようにします。
根を洗う際に細い部分を失ったり、土が残ったりすると、重量へ影響します。これらは実測値を読む際の確認点で、都合の悪い結果を全部「誤差」と片付ける理由ではありません。比較したい生物学的な変化と、回収・測定で混ざった可能性を分けます。
記述をまとめるときは、「処理区では根の割合が高い。ただし根の絶対重量は低く、地上部がより大きな割合で減っている」と二段階で答えます。比の数字を計算して終わらず、元の二つの重量へ戻ることで、植物の姿を過剰に想像した説明を防げます。
二群をまとめた比は、群の大きさにも左右される
根1g・地上部1gの小さな個体と、根2g・地上部8gの大きな個体をまとめると、根は3g、地上部は9gです。まとめた比は3対9となり、個体ごとの比1と0.25を単純に平均した値とは違います。小さな個体と大きな個体を一票ずつ数える平均と、全重量を合計した比は目的が異なるのです。群全体にどれだけ根が配分されているかを知りたいなら重量を合計し、典型的な個体の比を記述したいなら個体ごとの値を扱います。問題に平均の定義がなければ、式と対象を添えて区別します。比率の数字が一つ並んでいるだけでは、集計方法まで同じとは限りません。
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