中学受験理科｜土から芽が出た数で何が分かる？｜埋土種子と発芽条件

植物が見えない土にも、種子が残っていることがあります。土を採って広げ、水や光などの条件を整え、出てきた芽を調べる方法は、土の中の種子を知る手掛かりになります。ただし、芽が出た数が、その土にあった種子の総数と必ず一致するわけではありません。

中学入試の調査問題では、「数えやすいもの」と「知りたいもの」を分けることが大切です。ここで数えたのは、指定の条件と期間で芽を出した植物です。休眠している種子、条件が合わない種子、途中で見落とした芽まで全部数えたわけではありません。

土の中で待つ種子を、地上の植物と分ける

地上で今育っている植物と、土の中に残っている種子の種類は同じとは限りません。以前その場所にあった植物の種子や、別の場所から運ばれてきた種子も含まれる可能性があります。土からAという植物が出たからといって、採取時にそこにAの成体が立っていたとは断定できません。

種子があることと、将来そこで必ず育つことも別です。芽を出した後には、水、光、競争などの条件があります。室内の容器で芽が出た記録は、その種子にその条件で発芽する力があったという根拠ですが、屋外で最後まで育つ確約ではありません。

例題1。採取した地面の面積で換算し、土中の総種子数とは区別する。

土を一握りずつ採っただけでは、量が違うため比べにくくなります。例えば地表20cm四方、深さ5cmまでを一試料と決めれば、採った土の範囲をそろえられます。種子の数を地面1m²当たりへ換算するときは、容器に広げた面積ではなく、採取した地面の面積を基準にします。

深さもそろえます。表層だけの試料と深い部分まで含む試料では、取り込む種子が変わる可能性があります。「同じ重さの土」で比べた調査と「同じ地面の面積と深さ」で比べた調査は、異なる基準です。どちらを求める問題かを先に見極めましょう。

地表20cm四方、深さ5cmまでの土を一試料とし、別の場所から同じ方法で五試料取りました。決めた期間内に、合計60本の芽が出ました。採取した深さ5cmの範囲について、地面1m²当たりの出芽数を求めてください。五試料は重ならず、出た芽を二重に数えないものとします。

答え・解説： 一試料の面積は0.2×0.2＝0.04m²、五試料で0.20m²です。60÷0.20＝300本/m²となります。これは調査条件で出芽した数の面積換算です。「土中の種子は正確に300個/m²」と言い換えることはできません。深さ5cmという採取範囲も答えに残します。

同じ土を一度調べ、40本の芽を確認して取り除きました。その後、土をかき混ぜ、別の指定条件でさらに15本が出ました。新しく混入した種子はなく、一つの種子から一本だけ芽が出るとします。これまでに確認できた種子は少なくともいくつですか。残りの種子がゼロといえますか。

答え・解説： 確認できたのは40＋15＝55個以上です。二回目は一回目に数えた芽を除いた後の新しい芽なので加えます。しかし未発芽の種子がまだある可能性があり、残りゼロとはいえません。最初の40本で発芽が止まったことも、種子が尽きた証明にはなっていませんでした。

調査中に風で種子が入ったら、元の土にあった種子と区別できなくなります。周囲の条件を同じにした、種子が入っていない培地の容器を置くなど、外部からの混入を調べる対照が役立ちます。ただし、対照で二本出たからすべての試料から機械的に二本引けばよい、とは限りません。混入の場所やばらつきも検討が必要です。

出た芽を抜かずに長く育てると、先に育った植物の陰で後から出る芽を見落とすこともあります。何日ごとに確認し、確認後をどう扱ったかという手順は、結果の意味と結び付いています。数表だけでなく、観察方法の短い説明を読み飛ばさないでください。

土の中の種子を直接取り出して数える方法なら、発芽しない種子も見つかる可能性がありますが、死んだ種子や種子に似た粒を見分ける問題が出ます。方法を変えると見えるものと見えないものが変わる。それを承知して数値の名前を付けることが、野外調査の資料を読む力になります。

小さな芽の段階では種を判別できず、しばらく育ててから分類することがあります。判別前の本数と、種類まで確認できた本数を混ぜないようにします。未同定の芽を既知の種類へ都合よく配分すれば、種ごとの多さの比較が変わってしまいます。未確認という欄を残すことも調査記録の一部です。

一つの容器に土を厚く積むと、深い場所の種子まで同じ光や温度条件が届くとは限りません。採取した土の量が同じでも、広げた厚さをそろえる必要がある理由を考えられます。採取面積は地面への換算の基準、広げる面積は発芽環境の条件であり、二つの面積は別の役割です。

種子が長く残るという知識も、すべての種が何十年も生きるという意味にはなりません。生存の長さは種類や保存環境で違います。土から昔の植物に似た芽が出ても、具体的に何年前の種子かを出芽だけで決めることはできません。種の確認と年代の推定には、それぞれ別の根拠が必要です。