岩に付いて触手を広げるイソギンチャクは、花のようにも見えます。しかし植物ではなく、クラゲやサンゴと同じ刺胞動物の仲間です。口から餌を取り込み、触手には獲物を捕らえる働きがあります。「その場からあまり動かない」「緑っぽく見える」という外見だけでは、植物と動物を分けられません。体のつくりと、栄養を得る方法を調べる必要があります。
花びらのような部分は触手
中心の口を囲んだ細長い部分は、花びらではありません。触手であり、刺胞という小さな構造を使って獲物を捕らえたり防御したりします。イソギンチャクの体内には消化を行う空間がありますが、人間の口から肛門へ抜ける一本の管と同じつくりではありません。食べ物を取り込む口と、消化されなかった物を出す開口部が共通することも、図で区別したい点です。
種類によっては体内に光合成を行う生物が共生します。その場合でも、イソギンチャク自身の細胞が植物の葉と同じものへ変わったわけではありません。体全体を測ったときの酸素や二酸化炭素の変化には、宿主と共生相手の両方の働きが含まれ得ます。どの生物の作用を測定しているかを分けることが、資料の読み取りにつながります。
例題1｜明るい容器で酸素が増えた理由
共生する光合成生物を持つ模型のイソギンチャクを、明るい密閉容器で観察しました。一時間に光合成側が酸素を8単位作り、容器内の生物全体の呼吸が酸素を5単位使いました。外との出入りがなければ、酸素の正味の増加は何単位ですか。
答え・解説：8−5＝3単位です。増加した3単位だけを光合成が作った全量としてはいけません。また、酸素が増えたことからイソギンチャクを植物と分類することもできません。この資料は共生する相手を含む全体の収支を表しています。8と5は考え方のための架空の値です。
例題2｜伸びた触手だけを数えたら
ある個体には触手が全部で60本あり、写真で伸びていると確認できたのは45本でした。別の写真では30本でした。伸びて見える割合をそれぞれ求め、触手が15本失われたと言えるか説明してください。
答え・解説：45÷60＝75％と30÷60＝50％です。写真で確認できた本数が減っても、縮んだり重なったりして見えにくくなった可能性があります。脱落した証拠や同じ部位の継続観察がなければ、触手そのものが15本なくなったとは決められません。見えた数と総数の違いを扱う模型です。
クマノミが入るから、すべての魚が平気とは限らない
イソギンチャクとクマノミの共生はよく知られていますが、どんな魚でも同じように触手の間へ入れるわけではありません。魚の表面の粘液などが関係する特殊な組合せを、魚全般の特徴として広げないようにします。また、一緒に写っている写真一枚から、両者が互いに利益を得るすべての仕組みを証明することはできません。餌、保護、行動の記録が別に必要です。
共生を調べる実験では、相手がいる群といない群の違いを比べます。しかし、いない群だけ水温が高かったり、餌が少なかったりすれば、成長差を相手の有無だけの効果にはできません。共生という言葉を答えに書いて終えるのでなく、「誰が何を得たか」を矢印にして、観察で支えられる部分を説明することが大切です。
触手を閉じる速さを測る場合、刺激を与えた時刻を基準にします。最初から閉じていた個体を、反応時間ゼロと数えるのは別の状態を混ぜています。初期状態をそろえ、同じ強さの刺激、同じ水温で比べる必要があります。生き物に不用意に触れることを勧めるものではなく、提示された実験の公平さを検討する視点です。花のように見える動物を題材にすると、見た目の分類と働きによる説明の違いがはっきりします。
動かない時間が長くても、植物とは決められない
岩に付着している姿だけで生物を分類すると、イソギンチャクを植物の仲間に入れてしまいがちです。しかし、移動の速さは分類の決め手ではありません。餌を捕らえ、体内へ取り込んで利用する仕組みなどを調べます。共生藻が光合成する場合も、イソギンチャクの細胞が植物の細胞になったわけではありません。体の中に別の生物がいるという関係を、主語を省かずに説明することが大切です。
酸素を測る透明な容器の中に、イソギンチャクだけでなく水中の微生物がいる場合は、その呼吸も測定結果に含まれ得ます。生物を入れない同じ海水の容器を用意すれば、海水側の変化を比べる手掛かりになります。ただし、対照区の値を引けば必ず完全に分離できるとは限りません。対象を入れたことで微生物の活動も変わる可能性があるからです。入試の計算では、問題が呼吸の範囲をどこまで定義しているかを読みます。
光を強くした群と弱くした群を比べる際、照明で水温まで上がると、光の効果と温度の効果が混ざります。同じ容器、同じ水量、同じ測定時間に加えて、水温の記録が必要になります。また、酸素の増加が小さい群をすぐに不健康と判定するのも早計です。共生藻の量や個体の大きさ、呼吸量が異なる可能性があり、同じ条件の個体を複数調べることが役立ちます。
触手が見えた割合を数える観察では、分母を最初の全個体数にするのか、その時点で観察できた個体数にするのかを固定します。岩の裏へ隠れた個体を除いた後で割合を計算すると、最初の表と意味が違います。触手を縮めるという行動の変化と、個体数そのものの減少を一つの数値で表さないようにします。写真の枚数が多くても、同じ個体を繰り返し写しただけなら、独立した個体を多数調べたことにはなりません。