＜生物＞ 身近なイチジク属の植物の教材化 −花嚢に共生するイチジクコバチ類を通して− 県立宜野座高等学校教諭 伊波 雄輝 Ⅰ テーマ設定の理由 生物の授業で関心の度合いを高めるため，身近な生 物を教材として取り上げることの重要性を痛感して いる。共生を扱うときも適切な教材がなく模索してい るところだった。 沖縄にもクワ科のイチジク属（Ficus）の植物が分布 しており，ガジュマル，アコウ，イヌビワ，オオイタ ビなど多くの種類がみられる。イチジク属の花はとて も特異な形態をしている。花嚢といわれ，花は花床の 内部に陥入して存在するため外部からその形は見え ない（隠頭花序）。花嚢の中の空間に多数の雌花，虫 えい花，雄花が存在する。他の植物の花と違うその構 造上，受粉をする手段も特殊な方法を使っている。 イチジク属の各植物には特定のイチジクコバチ類 が花粉を媒介し，花嚢の中で広義の虫こぶ（ゴール） を虫えい花に作って，共生関係を維持している。植物 は花紛を媒介してもらい，イチジクコバチ類は住場所 と食物を提供してもらっており，互いに相手の存在な しに生存していけない。生物の共生関係のよい例だと 思われる。しかし，その現象は一般的にはあまり知ら れていないのが現状である。 そこで今回の研修では，身近に多く見られ実験材料 として入手しやすく，扱いやすいイチジク属の植物と イチジクコバチ類の関係を，生物ⅠＢの「個体群の相 特徴を調べる。 (2) 方法 ① 花嚢のついた枝を切り取り，虫が逃げないように ビニール袋に入れ持ち帰る。花嚢の直径をノギスで測 定し大きさごとに選り分けて，シャーレに入れる。カ ミソリで，内部を傷つけないよう周囲に切り込みを入 れて，二つに分割する。実体顕微鏡で内部を観察し， デジタルカメラで撮影をする。雌花，虫えい花，雄花， イチジクコバチ類を取り扱うときには先の細いピン セットと柄付き針を使用する。 ② 花嚢の外部の色，内部にイチジクコバチが活動で きる空間があるか，親イチジクコバチの存在，子イチ ジクコバチの存在，雌花，虫えい花，雄花などを観察 し記録する。デジタルカメラで撮影し，コンピュータ で扱えるようにする。標本として保存する必要がある ものは，スクリュー管に70％エタノールを入れ，その 中に浸ける。採取は70％エタノールをたっぷり付けた 爪楊枝の先に付着させて行う。 ③ 採取した虫の同定とその生態的位置を図鑑等で 調べる。写真で判別が難しい場合はスケッチを行う。 視聴覚機器で使用する資料作成を行う。 (3) 結果 ① ガジュマル 表1 花嚢の直径とその状態 互作用」で扱っている共生関係を教える教材として研 直径 究した。 mm 数 色 花嚢の数（個） 空 親 子 種 花 孔 Ⅱ 研究内容 2 2 0 2 0 0 0 0 0 １ 素材研究 3 5 0 5 0 0 0 0 0 イチジク属植物（ガジュマル，アコウ，イヌビワ， オオイタビ）とイチジクコバチ類の調査（期間：199 4 7 0 7 0 0 0 0 0 5 9 0 7 0 0 0 0 0 9年7月∼8月） 6 35 2 7 22 1 1 1 0 (1) 調査内容 ① イチジク属植物の雌花・虫えい花・雄花の成長段 7 88 4 5 39 0 1 39 0 8 192 13 19 3 6 32 33 0 階など特徴を調べる。 ② 花嚢の成長段階とイチジクコバチ類の産卵・成 9 71 9 13 0 6 10 10 0 10 18 14 14 0 12 14 14 13 11 13 13 13 0 13 13 13 11 12 15 15 15 0 15 15 15 14 13 12 12 12 0 12 12 12 10 長・成虫になってゴールからでることとの関連を調べ る。 ③ 共生や寄生しているイチジクコバチ類の種類と - 211 - 14 17 17 17 0 17 17 17 17 15 5 5 5 0 5 5 5 5 直径：mm台 （サンプル数489個） 色：赤，紫の花嚢（熟したもの） 空：ｵｷﾅﾜｲﾁｼﾞｸｺﾊﾞﾁが活動できる空間がある花嚢 親：親ｵｷﾅﾜｲﾁｼﾞｸｺﾊﾞﾁが存在する花嚢 図11 ｽﾈｸﾞﾛｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♀ 図12 ｽﾈｸﾞﾛｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♂ 子：ｺﾞｰﾙから出た子ｵｷﾅﾜｲﾁｼﾞｸｺﾊﾞﾁが存在する花嚢 種：雌花に種子ができた花嚢 花：雄花に花粉ができた花嚢 注：コバチ類の体長 孔：脱出孔が開いている花嚢 は個体差があるが１ ∼２ｍｍ程度であ る。 図13 ｵｷﾅﾜｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♀ ② アコウ ７月の観察ではほとんどの花嚢が成熟していて，若 い花嚢が入手できなかった。８月上旬には果嚢はほぼ 消滅してしまった。中旬には次の時期の花嚢ができつ 図1 ガジュマル 図2 花嚢の中にいる親 つある。年に何回か開花の周期があるようだ。今回の 調査では各成長段階の花嚢のデータが取れなく，結果 をまとめる事ができなかった。 図3 ｺﾞｰﾙができた花嚢 図4 雄花 雌花 虫えい花 図14 アコウ 図15 花嚢の断面図 図5 ｵｷﾅﾜｲﾁｼﾞｸｺﾊﾞﾁ♀ 図6 ｵｷﾅﾜｲﾁｼﾞｸｺﾊﾞﾁ♂ 図16 産卵しているオナガコバチの1種 ③ イヌビワ 図7 ｶﾞｼﾞｭﾏﾙｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♀ 図8 ｶﾞｼﾞｭﾏﾙｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♂ 表2 花嚢の直径とその状態 直径 mm 図9 ﾔｼﾛｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♀ 図10 ﾔｼﾛｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♂ - 212 - 雌花嚢の数（個） 数 親 子 種 2 19 0 0 3 20 0 4 17 0 5 12 6 7 雄花嚢の数（個） 数 親 子 花 0 2 0 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 12 0 0 0 18 0 0 0 9 0 0 0 8 28 5 0 0 7 0 0 0 9 20 3 0 0 15 4 0 0 10 16 12 0 5 14 0 0 0 11 20 13 0 10 24 0 1 0 12 13 4 0 4 28 0 1 1 13 10 10 0 3 21 0 1 1 14 10 10 0 7 16 0 1 2 15 3 3 0 3 13 0 1 0 16 2 2 0 2 4 1 0 1 17 0 0 0 0 8 4 2 8 18 0 0 0 0 3 0 1 3 19 0 0 0 0 1 0 1 1 図23 種子 雌花 0 0 0 0 3 0 2 3 20 直径：mm台 （サンプル数413個） 親：親ｲﾇﾋﾞﾜｺﾊﾞﾁが存在する花嚢 25 ｲﾇﾋﾞﾜｺﾊﾞﾁ♀ 図24 入る際にもぎ取られ たイヌビワコバチの羽 図26 ｲﾇﾋﾞﾜｺﾊﾞﾁ♂ 子：ゴールから出た子ｲﾇﾋﾞﾜｺﾊﾞﾁが存在する果嚢 種：雌花に種子ができた花嚢 花：雄花に花粉ができた花嚢 図27 ｲﾇﾋﾞﾜｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♀ 図28 ｲﾇﾋﾞﾜｵﾅｶﾞｺﾊﾞﾁ♂ ④ オオイタビ 図17 イヌビワ 図18 雄花嚢の断面 図29 オオイタビ 図30 果嚢の断面図 図19 虫えい花 図20 雄花 図31 入り口に残った親 図32 種子ができつつあ る雌花 ７月中にオオイタビの花嚢を約300個観察したがす べて雌花嚢で，雄花嚢は一個も確認できなかった（図 29,30）。 図21 雌花嚢の断面 図22 雌花の花柱 (4) 考察 ① ガジュマル ガジュマルの花嚢の中には雌花，虫えい花，雄花が あり，雌花と虫えい花（本来雌花である）とは花柱の 長さが違う（図4）。オキナワイチジクコバチは産卵 管が子房まで到達できる花柱の短い虫えい花にのみ - 213 - 産卵できる。産卵された虫えい花はゴールになり餌と 住み場所を提供することになる（図3）。受粉された ♀は入り口で重なっている鱗片の間から中にもぐり 込む。とても狭いのでいつも成功するとは限らず，羽 雌花は種子を作る。花嚢の中で存在が確認できた親虫 はオキナワイチジクコバチ♀のみである（図2）。し をもぎ取られたり鱗片に挟まったまま死んでいる場 合もある（図24）。若い花嚢では内部の空間が広く， たがって花嚢の中に入って花粉を媒介しながら産卵 しているのはオキナワイチジクコバチ♀の雌だけで その中での産卵活動中に受粉がなされる。 雄花嚢ならその中の虫えい花に産卵可能で，虫えい ある（図5）。 花はゴールを作り幼虫は育つことができる。雌花嚢な ゴールの中で育ったオキナワイチジクコバチは成 虫になった時，雄と雌の形態が極端に違う。雌は羽が ら花柱の長い雌花に産卵はできず，受粉した雌花は種 子になる（図22,23）。つまり，花粉の媒介だけさせ あり花嚢から飛び出せるが，雄は羽が退化しアリに似 た形態をしていてその中で一生を終わる（図5,6）。 られたことになる。イヌビワコバチ♀はこの２種類の 花嚢を区別できない。この２者択一の微妙なバランス ガジュマルは種子の散布を主に鳥類，特にヒヨドリと シロガシラに頼っているため，熟した色になったらオ によってイヌビワとの共生関係が維持される。観察さ れたコバチ類はイヌビワコバチとそれに寄生するイ キナワイチジクコバチ♀はなるべく早く脱出しなけ ヌビワオナガコバチの２種で，その関係はガジュマル ればならない。直径10mmを超えるとほとんどの花嚢 が熟しており，そのとき脱出孔は開いていることから に比較して単純と思われる。 ④ オオイタビ そのことがわかる（表1）。飛び出した雌は他の新し い直径6∼７mmの花嚢に飛来し，入り口にある何重も 雄花嚢が確認できないのは，雄花嚢の中でイチジク コバチが育って後，それによる雌花への受粉が行われ の鱗片を掻き分けて中に入る。雄は育った花嚢から出 雌花嚢が成熟し果嚢になっていくためと思われる。雌 ることなく，受粉には関わらない。 他にコバチ類が数種観察されたが，今回の観察の範 雄異珠の植物の場合は，雄花嚢と雌花嚢の出現には時 間的なずれがあるため，雌雄の花嚢を同時期に入手す 囲では花粉の媒介はしておらずガジュマルとの共生 関係はなく，オキナワイチジクコバチへ寄生するとい る事が難しい。教材として利用する場合は４月から観 察を始める必要がある。 われている（図7∼13）（土屋,1991）。他のコバチ類 は花嚢の中に入ることなくいろいろな方法を使って ２ イチジク属の植物とイチジクコバチ類との共生 産卵していると思われる。ガジュマルオナガコバチの 関係について 場合は長い産卵管を花嚢の外壁から押し込んで産卵 する（薄葉, 1995）。ガジュマルの場合，花嚢の中に (1) 雌雄同株の場合（ガジュマル Ficus retusa，アコ ウ Ficus wightiana など） いる数種の虫たちとの関係は非常に複雑で，その実態 はよくわからないのが現状である。 雌花 虫えい花 雄花 ② アコウ 種子 ゴール 花粉 同一の花嚢の中に雌花，虫えい花，雄花がありアコ ウコバチが共生しているのはガジュマルと同じであ 花嚢 果嚢 る（図15）。アコウコバチへ寄生するといわれるオナ ガコバチの1種が産卵管を花嚢の壁に刺し込んで産卵 図33 イチジクコバチ♀ イチジクコバチ♀ イチジクコバチに産卵された虫えい花はゴールを しているのが観察できた（図16）。 ③ イヌビワ 作って幼虫を養う。受粉された雌花は種子を作る。雄 花は花粉を作って，他の新しい花嚢の雌花までイチジ 開花時期が長く雌花嚢と雄花嚢の出現時期が重な クコバチに運んでもらう。 っているため雌雄の花嚢が入手しやすい（図18,21）。 大型のため教材として扱いやすい。雄花嚢の中に虫え (2) 雌雄異株の場合（イヌビワ Ficus erecta オオイ タビ Ficus pumila など） い花と雄花があり，イヌビワコバチ♀は虫えい花の中 に産卵する（図19,20）。虫えい花は花柱が短く産卵 虫えい花 雄花 しやすいようになっており，産卵された場合は虫えい ゴール 花粉 （ゴール）を作って幼虫を養う。雄花は育ったイヌビ ワコバチ♀に花粉を雌花嚢の中の雌花まで媒介させ 雄花嚢 雄花嚢 る（図22,23）。若い花嚢に飛来したイヌビワコバチ イチジクコバチ♀ イチジクコバチ♀ - 214 - イチジクコバチ♀ １ 雌花 種子 図34 雌花嚢 ２ 動物の生存曲線 ３ 個体群の構造 ５ 本時の学習指導案 １ 単元名 ＜主題名＞ 「共生」 「生物の集団とその変動」 ２ 単元設定の理由 (1) 教材観 地球の生態系の中で生きている生物の生活には多 くの環境要因が複雑に作用している。非生物的環境要 因，生物的環境要因にいろいろあるが，それぞれ作用， 反作用をくり返しながら生物の集団を変動させてい く。生物は環境から大きな影響を受けるが，逆に環境 を変化させていく。本単元では群集，群落，個体群が 環境要因の作用でどんな変化をしていくかを扱って いる。ここでは身近な生物例を教材に取り上げて授業 を進めていきたい。 (2) 生徒観 生物の学習では多くの分野を学んでいるが，具体的 に身近な生物に注目する機会が少ない。本校の校区内 にはまだまだ豊かな自然が残っていて，それらに関わ る機会が多いにもかかわらず，その生物名とか，どの ような生態であるのかを知っている生徒が少ない。 (3) 指導観 について考える機会を設けたい。この単元を通して生 物の集団に対する関心を高め，科学的な見方，考え方 を育てたい。 ３ 単元の指導目標 (2) 個体群という概念を中心に考察させ，個体数調査 の意義に注目させる。 (3) 種の生活の多様性に注目させ，縄張りや順位や種 学習内容 て生きている。競争，天敵，相利共生（両方の種共に 利益を受ける。），片利共生（片方の種のみ利益を受 ける。），寄生（寄生者は，宿主なしでは生活できな い。宿主が一方的に害を受ける。）など様々な相互作 用がある。本時では，そのうち相利共生について，イ チジク属の植物（ガジュマル，アコウ）とそれに共生 するイチジクコバチ類を用いて理解させる。 ＜目標行動＞ G:共生の意味をイチジク属植物とイチジクコバチ 類との関係を通して説明できる。 ＜下位目標行動＞ ① 相利共生を説明できる。 ② 片利共生を説明できる。 ③ 寄生を説明できる。 のスケッチができる。 ⑤Ｒ 実体顕微鏡を操作できる。 ⑥ イチジクコバチについて説明できる。 ⑦ イチジク属植物の花の構造について他の被子植 物と異なることが指摘できる。 (1) 生態学での環境の定義を理解させ，環境要因の相 互の作用を把握させる。 ４ 単元の指導計画 ＜指導目標＞ 生物群集の中で生物はいろいろな相互関係をもっ ④ イチジク属植物の花の構造とイチジクコバチ類 地域の生物素材をできるだけ多く扱い，身近な生物 間関係のもつ意味を考察させる。 (4) 身近な自然に目を向けさせ，興味を喚起する。 個体群の相互作用 ① 競争 ② 捕食と被食 ③ 天敵 ④ 共生（本時１時間） Ⅲ 授業設計 時間 個体群と密度 ３ まで運んで貰う。受粉された雌花は種子を作る。 作用と反作用 ６ 果嚢 産卵された虫えい花はゴールを作って幼虫を養う。 雄花は花粉を作ってイチジクコバチに雌花嚢の雌花 環境と環境要因 ⑧ イチジク属の植物名を言える。 ⑨Ｒ 被子植物の花の構造について説明できる。 ⑩Ｒ 個体群の相互作用について説明できる。 ＜形成関係図＞ G←①←②←③←④←⑤Ｒ←⑥←⑦←⑧←⑨Ｒ ⑩Ｒ↑ ＜コースアウトライン＞ ⑩Ｒ→⑨Ｒ →⑧→⑦→⑥→⑤Ｒ→④→③→②→① G← - 215 - ＜準備するもの＞ 実体顕微鏡，ﾙｰﾍﾟ，ｶﾐｿﾘ，画用紙，ﾋﾟﾝｾｯﾄ，柄付針 ＜本時の展開＞ 教師の活動 端子 展開 導 入 学習の流れ ５分 教師の活動 生徒の活動 下位 評価・備考 教科書 生物ⅠB 啓林館 １ 個体群の相互関係につい 前時の確認 40 分 補助 判断 挨拶と出席点呼 はじめ １ 展 開 生徒の活動 １ ノート記入事項の確認。 ⑩Ｒ ⑨Ｒ [個体群] ⑧ ＴＰ１ て確認する。TP1 使用。 ２ 2 被子植物，イチジク属の ２ ノートへの記入。（被子 課題提示 ３ 花について説明する。共生， 植物の花の構造，イチジク属 寄生，イチジクコバチについ の花の構造，共生，イチジク て説明する。 コバチ） 実習の説明 ⑦ ⑥ ＴＰ２ [花の構造] ３ イチジク属 の植物を 使 ５ 補助 ４ 用して実習する ことを説 明 する。TP2 と３使用。 判断 NO YES ４ 生徒へ質問する。挙手で 確認。 ６ ５ 実習の要点を説明する。 ６ 生物室の近くのガジュマ 花嚢の採取 ７ 花嚢の観察 ８ 10 補助 判断 YES 11 ま と め ル，アコウから花嚢を一人数個 嚢を準備しておく。 採取する。 ７ 実体顕微鏡の使用法を説 ７ カミソリで花嚢を切断，実 明する。 体顕微鏡やルーペでくわしく ８ スケッチの方法について 観察する。 まとめ NO ８ 画用紙に鉛筆のみで観察 ９ スケッチで きたか挙 手 事項のスケッチをする。（雌 で確認する。 花・種子・虫えい花・ゴール・ 10 スケッチの要点を説明す 雄花・ゴールの中のイチジクコ る。 バチ） ③ 11 ノートへの記入 ② ① ＴＰ４ Ｇ [共生] 11 イチジク属の植物とイチ いてまとめる。TP4 使用。 おわり ④ ぶしのみ使う。） ジクコバチ類と の共生に つ ５分 ＴＰ３ [花嚢の構造] ⑤Ｒ スケッチは説明 説明する。（線と点と塗りつ スケッチ ９ ６ 時間を節約するときは花 のための図なの で明確に描く。 片づけ 次時予告と挨拶 Ⅳ まとめと今後の課題 １ イチジク属の植物とイチジクコバチ類を調査し，共生関係を教える教材にできることがわかった。 ２ 花嚢の中でのイチジクコバチ類のようすをデジタルカメラで撮影し，コンピュータでの教材作成ができた。 ３ イチジク属の植物と虫たちの共生や寄生の関係は非常に複雑で，今後も継続研究する必要がある。 ＜主な参考文献＞ 土屋 誠 他 『南の島の自然観察』 東海大学出版会 薄葉 重 『虫こぶ入門』 八坂書房 - 216 - 1991 1995
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