進化とは何か?

進化とは何か?
岐阜市立長森南中学校
1.研究の動機
冬に理科室の水槽にタマミジンコの休眠卵を入れ
みたところ、カイミジンコは自然に大量繁殖してい
3年
伊藤
大登
このことから要因としては、水温、水質などが考
えられる。
(3)水質の実験-仮説2の検証①-
たが、タマミジンコは繁殖しなかった事実から、そ
以前行った「水質変化に関する実験」の中で、タ
の理由を考え、自分なりの仮説を立て、その検証の
マミジンコの成体は、
水に含まれる人工的な物質(カ
ために本研究に取り組むことにした。
ルキ、洗剤など)に対し、とても敏感に反応するこ
とが分かっている。そこで今回は、前回生存率が低
2.研究の内容
い結果となった洗剤をさらに低い濃度にして実験す
(1)仮説の設定
ることにした。実験には、0.01、0.005、0.001、0.0005、
①仮説1
休眠卵は適さない環境であることを感じ、まだ
0.0001%の洗剤溶液を用いた。
〔結果〕
そのままの状態で眠っていた。
②仮説2
休眠卵はふ化したが、環境が適さなくなって死
んでしまった。
(2)水槽の調査-仮説1の検証-
水槽の中にまだ生きている休眠卵が残っていな
いか調べるため、中の組織を採取し、真水にエサ
を溶かしたものに組織をつけておき、観察した。
〔結果〕
何も発生しなかった。
〔考察〕
〔考察〕
タマミジンコの生存に影響が見られない濃度は、
今回は水槽内に残っている休眠卵を探したが、30
およそ 0.0005%で、カイミジンコの場合は 0.001%
カ所のサンプルで実験したにも関わらず、1 匹も生
だと考えた。ほんのわずかな差だが、タマミジンコ
まれなかった。結論として、水槽内に休眠卵はも
の成体よりもカイミジンコの成体の方が、水質の変
う残っておらず、水槽内でふ化した後に全て死ん
化に強いことが分かった。
でしまったと考察した。休眠卵の状態ならば、水
(4)温度の実験-仮説2の検証②-
温が 50℃を超えたとしても高い確率でふ化し、ま
以前行った研究において、タマミジンコが生きら
た水質が悪くなったとしても影響は無いことから、
れる温度の範囲が分かっている。影響なく生きられ
卵のまま死んでしまうことはまずあり得ない。ま
るのは、8~35℃と考えている。そこで今回も前回
た、ふ化したタマミジンコを補食できる生物は、
同様に低温と高温の状態でカイミジンコの様子を観
水槽内には発生していないため、水槽内の環境が
察し、タマミジンコとの比較を行うことにした。
タマミジンコに適さなかったようだ。しかし、タ
①低温での実験
マミジンコが1匹も生きられなかった環境でも、
冷蔵庫(8℃)と冷凍庫(-12℃)に入れ、時間
カイミジンコは大繁殖していた。きっとタマミジ
の経過による変化を調べた。
ンコとカイミジンコの生存可能な限界の環境に差
〔結果〕
があるのだろう。タマミジンコは水中の酸素濃度
が低下すると、体内でヘモグロビンをつくり、酸
欠にある程度耐えることができる。
・冷蔵庫(8℃)に入れた場合
5時間後:全く動かなくなっていた。常温に
置いておくと、活発に動き出した。
24 時間後:動かなかったが、常温に戻すと全
てが動き出した。
・冷凍庫(-12℃)に入れた場合
(6)進化とは何か?-考えたこと-
2種類のミジンコを比べてみると、生物の進化の
本質が見える気がした。
1時間後:水が凍り、自然解凍しても全て死
滅した。
②高温での実験
洗面器に熱湯を尐しずつ注ぎ、プラカップ内の水
温を上げていき、カイミジンコの様子を観察した。
〔結果〕
・30~40℃:活発に動き回る。
・45℃:動きが激しくなった。
・50℃:数匹死んでいた。
・54℃:全て死んで沈んでいた。
〔考察〕
3.研究のまとめ
カイミジンコがタマミジンコより高温に強いこと
が分かった。低温ではあまり差がなかった。
現在の地球では、生物の絶滅するスピードがど
んどん加速しているそうだ。人間か自然に尐し手
を加えただけでも、多くの生物が死滅してしまう
(5)実験・観察のまとめ-分かったことなど-
・学校の水槽の中には、生きた休眠卵は残ってい
ない。
・休眠卵のまま死んでしまったのではなく、ふ化
したタマミジンコが、温度や水質などの環境に
恐れがある。生物がいきていくということは、本
当に繊細なことなのだろう。今回の水槽事件はそ
の小さな例だと思う。本研究を通して、人間は生
物が本当に繊細なものであることをもっと意識し
なくてはいけないと改めて感じた。
適応できずに死んでしまったと考えられる。
(指導教諭
長屋 良憲)
・生存できる洗剤の濃度は、タマミジンコが
0.0005%、カイミジンコが 0.001%である。
・水質の汚染に対しては、カイミジンコの成体の
方が強い。
・低温に対しては、どちらが強いかはっきりしな
かった。
4.審査評
タマミジンコが成育できなかった環境で、カイ
ミジンコが繁殖できていたという事実から、2種
類のミジンコの生き残り戦略の違いを水質と温度
の2点から比較し、進化とつなげてまとめること
・正常な状態が保てる水温はタマミジンコが 30℃
ができました。実験どうしのつながりや濃度・温
までであるのに対し、カイミジンコは 40 までで
度の設定理由の説明が過去のデータを基にしてい
あった。
て科学的です。研究の道筋もしっかりしています。
・水温の高さに対しては、カイミジンコの成体の
方が強い。
また、実験を行う理由や考察においても、読む人
に理解しやすいように表現できる力がすばらしい
と思います。