中学受験理科｜ウミガメの性比と卵の温度｜生まれた数を分母にする

ウミガメでは、卵が発生する間の温度が、生まれる子の性に関係します。ただし「暖かい場所では全部雌」と一言で片付けることはできません。どの種、どの時期、どの温度条件の記録かを確認し、卵の数、ふ化した数、性を調べられた数を分けます。

中学入試でこの題材を読むとき、重要なのは温度の具体的な境界値を暗記することではありません。温度と雌の割合を示す表があれば、その割合の分母を確かめること、割合が高くても雌の実数が多いとは限らないことが読みどころです。以下の数値は関係を考えるための架空の資料です。

卵から調査結果までに、段階がある

100個の卵のうち80個がふ化し、その中の60匹が雌だったとします。雌の割合をふ化した子の中で求めれば60÷80＝75％です。一方、初めの卵100個に対して雌の子が何匹得られたかという割合なら60％です。どちらも計算はできますが、答えている問いが違います。

さらに、80匹のうち一部しか性を調べていない場合は、調べた集団の割合です。未確認の子を勝手に雄へ入れることも、調査した一部の割合を正確な全数の値として扱うこともできません。表の列名を「卵」「ふ化」「性確認」「雌」に分けるだけで、混同をかなり防げます。

例題1の架空データ。実際の温度別ふ化率を示すものではない。

卵を温める全期間の平均温度だけで、発生中の重要な時期の温度を完全には表せません。毎日一定の温度を保つ実験と、昼夜や天候で温度が変わる砂浜の記録も同じではありません。資料に温度を測った深さや期間が示されていれば、その条件を読んでから比較します。

また、温度は性比だけでなく、ふ化に成功するかにも関係します。雌の割合を増やす条件が、そのまま生きて生まれる雌の数を最大にするとは限りません。生物の結果は、途中の生存と最後の割合を掛け合わせて考える必要があります。

模型の調査で、条件Aは卵100個から80匹がふ化し、その75％が雌でした。条件Bも卵100個から始めましたが、50匹がふ化し、その90％が雌でした。雌の割合が高い条件と、雌の実数が多い条件をそれぞれ答えてください。ふ化した全個体の性が確認できたものとします。

答え・解説： 割合は90％のBが高いです。しかし実数はAが80×0.75＝60匹、Bが50×0.9＝45匹なのでAが多くなります。「雌が多い」という曖昧な表現を、割合と数に分けることがポイントです。どちらも卵100個という共通の出発点があるため、初めの卵当たりの比較もできます。

ある巣では120匹がふ化しました。その中から無作為に40匹を選び、30匹が雌と分かりました。調べた集団の雌の割合と、同じ割合が全体にも当てはまると仮定したときの雌の推定数を求めてください。推定数を実数と呼んでよいかも考えましょう。

答え・解説： 調べた集団では30÷40＝75％です。全体も同じと仮定すれば120×0.75＝90匹と推定できます。ただし確認した雌は30匹で、90匹は標本からの見積もりです。残る80匹を実際に全部調べた結果ではありません。仮定を答えに添えることが必要です。

同じ砂浜でも日陰、砂の深さ、雨の影響などで卵の環境は異なり得ます。一つの巣の記録を、その海岸のすべての巣やすべての年の特徴へ広げるには追加の調査が必要です。巣ごとの子の数が違う場合、性比の単純平均と、全個体をまとめた性比も一致するとは限りません。

例えば雌80％の巣が10匹、雌50％の巣が100匹なら、雌は8＋50＝58匹、全体は110匹です。80と50の平均65％では、子が十倍いる巣を同じ重みで扱ってしまいます。まず実数へ戻し、最後に全体を分母にします。

ウミガメについての資料を、すべての爬虫類へ同じ規則として広げないことも大切です。種によって性決定の仕組みや温度との関係は違います。新しい生物の題材でも、対象を限定し、分母を決め、実数と割合を往復する。この三段階を守れば、知らないテーマの表も落ち着いて読めます。

一日目に10匹、二日目に90匹がふ化した調査で、二日とも同じ重みで割合を平均すると、一日目の少ない個体が過大に効いてしまいます。個体全体の性比を知るなら、それぞれの日の雌の実数を足して、調べた全個体の数で割ります。日を単位とする平均を知りたいなら別の問いなので、何を代表する数かを先に定めます。

温度条件AとBを比べるとき、同じ親からの卵を分けたのか、別々の親の卵を使ったのかも資料になります。親や巣に由来する違いが温度の違いと重なっている可能性があるからです。反復した巣数と卵の総数は同じ情報ではなく、100個の卵が一巣からか十巣からかも区別します。

温度と割合の曲線が示されたら、測っていない範囲へ直線を延ばさないでください。一定の温度差で雌の割合がいつまでも同じだけ増えるとは限らず、割合には0〜100％の範囲もあります。高温で生存が低下する条件では、性比だけを見ると生命としての結果を取り落とすので、ふ化率の別の曲線も合わせて読みます。