生態と環境（知識）の問題
小麦粉の中で生活する 2 種の小型の甲虫 X と Y を用いて、次の実験を行った。X と Y はどちらも小麦粉だけを食べ、互いを食べることはない。また、Y は X より体が小さく、細いガラス管の中に入ることができるが、X は入ることができない。
同じ量の小麦粉を入れた容器を用意し、次の条件 1〜4 で飼育した（はじめの個体数はどの条件でも 1 種あたり 10 匹）。条件 4 だけは、小麦粉の中に細いガラス管を多数入れた。小麦粉は定期的に新しいものに取りかえ、温度などの条件はすべて同じにした。飼育を始めてからの個体数の変化を次の表に示す。
| 条件 | 飼育した種 | 0 日 | 40 日 | 80 日 | 120 日 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | X のみ | 10 | 180 | 300 | 300 |
| 2 | Y のみ | 10 | 150 | 250 | 250 |
| 3 | X と Y（ガラス管なし） | X: 10 / Y: 10 | X: 140 / Y: 60 | X: 280 / Y: 10 | X: 290 / Y: 0 |
| 4 | X と Y（ガラス管あり） | X: 10 / Y: 10 | X: 130 / Y: 90 | X: 240 / Y: 110 | X: 240 / Y: 110 |
この実験の結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 条件 3 で Y がいなくなったのは、X が Y を捕食したためであり、X は Y を食べることで個体数を増やした。
- イ 条件 4 では、ガラス管によって Y が X と重ならないすみ場所を得て生態的地位の重なりが小さくなり、両種が共存できた。
- ウ 条件 4 で X の個体数が条件 1 より少なくなったことから、X と Y は互いに利益を受ける相利共生の関係にある。
- エ 条件 1 と条件 2 で個体数が一定になったのは、X と Y が同じ容器の中で互いに食物をうばい合ったためである。
この問題で使うもの
- 種間関係と生態的地位（説明と入口の問題）
- 個体群と種内関係（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
単独飼育で個体数が一定になる理由（密度効果）と、2 種を一緒に飼育したときにはたらく種間関係（捕食・競争・相利共生）の違いを思い出そう。
ヒント 2
X と Y は同じ小麦粉を食べ、互いを食べない。同じ資源を利用する 2 種の生態的地位が大きく重なると、何が起こりやすいかを考えよう。
ヒント 3
条件 1・2 は 1 種だけの飼育なので種間の関係は起こらない。また、混合飼育で両種とも単独飼育より個体数が少ないことから、両種がともに利益を受ける関係ではないことがわかる。残る 2 つの選択肢を、問題文の『互いを食べない』『Y だけがガラス管に入れる』という条件と照らし合わせよう。
答えと解説
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イ
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解説を読む
正解はイです。
まず、表から読み取れることを整理します。
- 条件 1・2（単独飼育）では、X も Y も個体数が増えたあと、一定の値（X は 300、Y は 250）で止まっています。個体群密度が高くなると食物やすみ場所が不足し、増加が抑えられる密度効果がはたらいたためです。
- 条件 3（ガラス管なしの混合飼育）では、Y が減少して 120 日目には 0 になり、X だけが残りました。X と Y は同じ小麦粉を食物とし、同じ場所で生活するので、生態的地位（ニッチ）が大きく重なっています。このような 2 種の間では資源をめぐる種間競争が起こり、競争に強い X が残って Y が排除されました（競争的排除）。
- 条件 4（ガラス管ありの混合飼育）では、X も Y も一定の個体数で共存しています。Y だけが入れるガラス管があることで、Y は X と重ならないすみ場所を利用でき、2 種の生態的地位の重なりが小さくなったため、競争的排除が起こらず共存できたと考えられます。
各選択肢について:
- ア（誤り）: 問題文に「X と Y は互いを食べることはない」とあるので、Y がいなくなったのは捕食によるものではありません。同じ資源をめぐる競争で X に負けたためです。また、条件 3 の X の個体数（290）は単独飼育（300）より多くなってはいません。
- イ（正しい）: 上で説明したとおり、ガラス管によってすみ場所が分かれ、生態的地位の重なりが小さくなったことで共存できたと考えられます。
- ウ（誤り）: 相利共生は両方の種が利益を受ける関係で、共存すると個体数が増えるなど、双方にとって有利になるはずです。条件 4 では X の個体数（240）も Y の個体数（110）も単独飼育（300、250）より少なく、両種とも不利益を受けています。これは相利共生ではなく、競争の影響が残っていることを示します。
- エ（誤り）: 条件 1・2 はそれぞれ 1 種だけを飼育しているので、X と Y の間の競争（種間競争）は起こりません。個体数が一定になったのは、同じ種の個体どうしで食物やすみ場所をうばい合う種内競争などによる密度効果のためです。
別解
ア: 誤り。問題文に X と Y は互いを食べないとある。条件 3 で Y が減ったのは、同じ食物（小麦粉）をめぐる種間競争に Y が負けたためで、捕食ではない。
イ: 正しい。条件 3（ガラス管なし）では種間競争により Y が 0 匹になる（競争的排除）。条件 4 ではガラス管の中に X が入れないので、Y は X と重ならないすみ場所を得て、生態的地位（ニッチ）の重なりが小さくなり、X 240 匹・Y 110 匹で共存できている。
ウ: 誤り。条件 4 で X が条件 1 より少ないのは、Y との食物をめぐる競争の影響であり、X は不利益を受けている（Y も条件 2 より少ない）。両種とも利益を受けているわけではないので相利共生ではない。
エ: 誤り。条件 1・2 は 1 種だけの飼育であり、同じ種の個体どうしの競争（種内競争）による環境収容力（密度効果）で個体数が一定になった。X と Y が奪い合ったのではない。
よって正しいのはイ。